1: 2019/03/31(日) 17:10:33.02 ID:CAP_USER
■動画
https://youtu.be/x9y9nMlzfRE



頭に付けた気泡を「潜水用ボンベ」のように使って呼吸をするトカゲを、米ニューヨーク州立大のリンゼイ・スウィアーク博士が見つけた。潜水時間を延ばすことで、天敵から逃げるのに役立っているらしい。


 このトカゲは、中米のパナマやコスタリカにすむ、体長約5~7センチのウォーターアノール。コスタリカでの行動観察の中で、トカゲが水中に潜った後、頭部の鼻孔の付近から膨らんだ気泡が、目の間に引っかかって残り、再び引っ込む様子を確認した。その動きは、腹部が膨らんだりへこんだりする呼吸のリズムと連動していた。

続きはソースで

 この発見は、両生・爬虫(はちゅう)類の専門誌「ハーパトロジカル・レビュー」の50巻(https://ssarherps.org/herpetological-review-pdfs/)に発表した。

https://bcsecure01-a.akamaihd.net/24/4508222237001/201903/1536/4508222237001_6019086749001_6019086827001-vs.jpg
https://amd.c.yimg.jp/im_siggUyX3eekanZKgVUaJGCkcPw---x371-y400-q90-exp3h-pril/amd/20190330-00000016-asahi-000-5-view.jpg

朝日新聞デジタル
https://www.asahi.com/articles/ASM3W51VQM3WULBJ01B.html
ダウンロード


引用元: 【動画】頭に付けた気泡の「ボンベ」で呼吸するトカゲ 最長16分潜水、米の博士発見[03/30]

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3: 2019/03/31(日) 17:33:11.28 ID:OiBl2edV
水生昆虫でよくあるプラストロン呼吸ってやつだな。

気泡の中の空気の二酸化炭素分圧が上がり、酸素分圧が下がってくると、
気泡の外の水中に二酸化炭素が溶けだし、逆に水中から酸素が気泡内に入ってくる。

結果として、水面より外から持ち込んだよりたくさんの酸素を利用することができる。

5: 2019/03/31(日) 17:39:15.27 ID:8sHark/4
>>3
なるほど。勉強になる

6: 2019/03/31(日) 17:47:02.79 ID:OiBl2edV
>>5
気泡の表面の空中側と水中側で、双方の二酸化炭素分圧と酸素分圧が平衡を保とうとする
動的平衡現象が起きているんだ。

7: 2019/03/31(日) 17:55:44.14 ID:g06hgH59
いやまて酸素分圧とCO2分圧はどうして別々に働くんだ
どっちかが勝つんじゃないのか

8: 2019/03/31(日) 18:22:32.59 ID:OiBl2edV
>>7
酸素分子と二酸化炭素分子が、互いに連動せずにそれぞれ独立に気泡表面の境界を移動するからだよ。

気泡表面から水中に飛び込む酸素分子の運動エネルギーの総和が気泡内の酸素分圧
気泡表面を水中から気泡内部に飛び込む酸素分子の運動エネルギーの総和が水中の酸素分圧
どちらか大きい方から小さな方に向かって見かけ上酸素が移動するように見える。

二酸化炭素でも同じことが起きる。

ただ、二酸化炭素の方はもう少しややこしいというのが本当のところ。

二酸化炭素は水中で水分子と反応して炭酸分子に変化するので、二酸化炭素+水と炭酸分子の動的平衡が生じ、
炭酸分子は水中で電離するので、炭酸分子と炭酸水素イオン+水素イオンの動的平衡が生じ、
炭酸水素イオンはさらに水中で電離して、炭酸水素イオンと炭酸イオンと水素イオンの動的平衡が生じ、

結果として気泡の中から二酸化炭素が急速に水中に引き出される現象が起きる。

9: 2019/03/31(日) 18:29:07.74 ID:vwNsRVdF
なんで泡が飛び出ないのかな
油か洗剤みたいな感じ

11: 2019/03/31(日) 18:35:09.17 ID:OiBl2edV
>>9
洗剤みたいな界面活性剤が水中に溶けていると、気泡はこの大きさで鼻先に付着している事が出来ずに、
水面に浮かんでいってしまう。

つまり、水がきれいで表面張力が十分高く保たれていないと、プラストロン呼吸は出来ない。

現代の水田からゲンゴロウ類やガムシ類といった水生甲虫、タガメやコオイムシといった水生カメムシ類、
というプラストロン呼吸に大きく依存する水生昆虫が消えてしまったのは、この事が大きくかかわっていると思う。

というのも、農薬そのものではなく、農作物に散布される農薬には、植物に農薬が効率よくべっとりくっつくように、
「展着剤」という界面活性剤を混ぜてあるんだな。

「展着剤」が落ちて溶け込んだ水中では動物体から気泡がどんどん分離してしまい、プラストロン呼吸が不可能になる。

12: 2019/03/31(日) 18:39:44.86 ID:vwNsRVdF
>>11
ゲンゴロウ飼ってて泡ついてた
ありがとう

14: 2019/03/31(日) 18:44:13.91 ID:OiBl2edV
>>12
ゲンゴロウだと、背面の鞘翅の下に大半の空気を保持して、
尾端から小さな気泡を水中に突き出してプラストロン呼吸をしているよね。

実は、ガムシ類はもっと大規模にプラストロン呼吸をしている。
背面の鞘翅の下に保持した空気塊は、腹面の微毛に保持された薄い空気の膜まで
連続しているよね。
この腹面の広い空気の膜が、ガムシのプラストロン呼吸のガス交換面になっているんだ。

28: 2019/03/31(日) 23:31:51.74 ID:1hmar8Fg
>>11
へー!農薬が生態系に悪いってのは、「展着剤」も影響しているんだ!

29: 2019/03/31(日) 23:43:29.74 ID:OiBl2edV
>>28
あと、作物の細菌感染症の防止のために、農薬としてストレプトマイシン系や
テトラサイクリン系の抗生物質が山のように撒かれているよね。

私自身は薬学に疎いんで確たる自信はないんだが、あれって、環境細菌叢での抗生物質耐性菌を
どんどん増やしてしまう効果があるんじゃないかって心配になる。

細菌の抗生物質耐性遺伝子って、プラスミドに乗っかっていて、細菌の種を超えて横に移動するんだよね。

環境細菌叢で増えた抗生物質耐性遺伝子のプラスミドが人畜に対する病原菌に移行する心配はないのだろうか。

13: 2019/03/31(日) 18:42:41.45 ID:c4rNhRPt
人工エラの水中から酸素取り入れるトリトンは結局駄目だったな。

16: 2019/03/31(日) 19:32:50.32 ID:pFVNHZA0
で、これがいずれ人間の潜水時にも応用できるようになると

26: 2019/03/31(日) 23:18:19.37 ID:qA/kmV+6
>>16
恒温動物は酸素消費量が桁違いに多いから、人間に応用するのは難しい

18: 2019/03/31(日) 20:07:43.27 ID:MAAkSWro
爬虫類が進化した知的生命体が存在する。

30: 2019/04/01(月) 02:40:11.40 ID:pJaDKlT1
人間が水中でやるには無理かな

32: 2019/04/01(月) 05:23:30.75 ID:WfxKMpYZ
 


>>30

水中は無理でも、火事の時スーパー袋なんかがたまたまあれば、
それを膨らませて口に当てて呼吸しながら逃げると、
助かる率が上がる。


 

31: 2019/04/01(月) 05:18:41.01 ID:WfxKMpYZ
 


ミズグモはもっと巧妙。

生物の環境変化適応力には感心する。


 

36: 2019/04/03(水) 13:00:41.09 ID:IHMafr2q
はえー貯めた空気使い回しって訳じゃなくて水中の酸素を取り込んでるのか
つまりずっと潜ってられるって事よな?
応用すべきだろこんなん

37: 2019/04/03(水) 14:16:06.07 ID:GASn7kgH
平衡になる時間と呼吸で消費する量から必要な気泡のサイズが見積もれるね

41: 2019/04/03(水) 23:12:39.07 ID:lrKxuTHT
>>37
動画を見ればわかるとおり、空気は体表を覆う形になってる
ガス交換の効率は体積より表面積

40: 2019/04/03(水) 20:26:09.86 ID:Md7cwSMK
人間がこの構造を応用して
水中で呼吸できるガス交換袋型装置を作るとしたら
表面積はどの位必要だろう

1回で安静時に0.5Lか

これを例えばラジエーターみたいなヒダヒダの袋で、それぞれのパーツが厚さ5㎜くらいのに
速やかに広げるとする
32㎝×32㎝×5㎜くらい

表面積は2000cm^2か

水中の泡の酸素の比率って一般的にどの位だろう
呼気の酸素の比率は16%程度か
空中と同じなら21%だが

分圧差、表面積、単位時間(秒とか)あたりの
ガス交換速度ってどの位だろう?
温度にも影響されるかな

24: 2019/03/31(日) 22:51:01.47 ID:qNSOpI7l
意外とかわいかった