Wie verhindern Constrictor-Boas das Ersticken, wenn sie ihre Beute quetschen?

Boa Constrictors sind berühmt für die Jagd, indem sie ihre Beute überfallen und dann mit ihren Muskelspulen gefangene Tiere zusammendrücken. Aber da eine Boa ihren Körper um ein Opfer herum verengt und den Blutfluss zum Gehirn dieses Tieres unterbricht, wie vermeidet die Schlange, die gesamte Luft aus ihren eigenen Lungen zu drücken und dabei zu ersticken?

Laut einer Studie im Journal of Experimental Biology (JEB) stellt sich heraus, dass ein Boa Constrictor schnell einstellen kann, welchen Abschnitt Ihres Brustkorbs Sie zum Atmen verwenden . Wenn also eine Boa ein Eichhörnchen oder eine Ratte mit der vorderen Körperhälfte fängt, verwendet die Verengung die Rippen unter ihrem nudelartigen Körper, um weiter zu atmen, während das Nagetier zerdrückt wird. Und ebenso übernehmen die Rippen, die dem Kopf des Tieres am nächsten sind, wenn die Hinterrippen derzeit gegen ein immobilisiertes Tier gedrückt werden.

„Einschnürung ist ein unglaublich energieverbrauchendes Verhalten und erfordert mit ziemlicher Sicherheit einen hohen Sauerstoffbedarf“, sagte David Penning, Assistenzprofessor für Biologie an der Southern Missouri State University, der nicht an der Studie teilgenommen hat. Die neue Forschung „hilft, die Verwirrung darüber zu beseitigen, wie die Sauerstoffaufnahme während dieses anstrengenden Prozesses erfolgt“.

Ich denke, diese Arbeit kann nicht nur enthüllt, wie Boas während der Einschnürung atmen, sondern auch dazu verwendet werden, umfassendere Rückschlüsse über die Boa Constrictor hinaus zu ziehen“, sagte Penning in einer E-Mail gegenüber WordsSideKick.com. „Wir wissen nicht nur sehr wenig über die Funktionsweise von Schlangen, wir wissen auch wenig über die tatsächlichen Stoffwechselanforderungen der meisten ihrer Aktivitäten.“

Entwicklung der Schlangenlunge

„Diese Fähigkeit zu kontrollieren, welcher Abschnitt Ihres Brustkorbs an der Atmung beteiligt ist, ermöglichte es Boas wahrscheinlich, sich in ihre aktuellen Formen zu entwickeln“, sagte der Erstautor der Studie, John Capano, Postdoktorand an der Abteilung für Ökologie, Evolution und Organismusbiologie der Universität Browns Info. „Sie scheinen nicht in der Lage zu sein, eine Verengung zu entwickeln, um wirklich große Dinge zu töten, wenn Sie die Lungenbeatmung beeinträchtigen“, sagte Capano.

Diese präzise Atemstrategie dürfte auch dazu beitragen, dass Boas den Prozess des Schluckens und Verdauens großer Beute überleben, da diese starken Lebensmittel die Bewegung der Rippen des Tieres von innen einschränken, sagte der Spezialist gegenüber WordsSideKick.com. In ihrem Bericht theoretisieren die Autoren der Studie, dass andere Schlangenarten wahrscheinlich dieselbe Atemmethode anwenden und dass sich die Methode wahrscheinlich zusammen mit den hochbeweglichen Schädeln von Schlangen entwickelt hat, die sich zusammenziehen, damit Tiere ihre Kiefer um riesige Beute wickeln und sie schlucken können.

Im Gegensatz zu Menschen fehlen Schlangen Membranen, die großen kuppelförmigen Muskeln, die sich zusammenziehen und abflachen, damit sich die Lungen einer Person ausdehnen und mit Luft füllen und dann die Lunge entspannen und komprimieren, um Luft auszustoßen. Stattdessen verwenden Schlangen Muskeln, die an ihren Rippen befestigt sind, um das Volumen ihres Brustkorbs zu verändern und Luft in die Lunge ein- und austreten zu lassen.

Wenn Tiere mit ihrem Brustkorb atmen, verwenden sie laut Capano normalerweise kleine Muskeln, sogenannte Interkostalmuskeln, die zwischen benachbarten Rippen verlaufen. Diese Tiere verwenden die Interkostalmuskeln, um ganze „Rippenblöcke“ auf einmal zu bewegen, anstatt die einzelnen Rippen unabhängig und fein abgestimmt zu steuern.

Im Vergleich dazu nutzen Boas und andere Schlangen hauptsächlich die Küstenliftmuskeln zum Atmen; jeder Küstenlevator erstreckt sich von der Wirbelsäule bis zu einer der über 400 Rippen der Schlange. In ihrer neuen Studie zeigte das Team, wie jeder Levator Costa „Bewegungen im Grunde viel diskreter steuern kann“. „Sie können einfach diese einzelne Rippe anheben“, sagten sie. Wenn sich ein Levator Costa zusammenzieht, zieht er die Rippe wie eine Tür an einem Scharnier zurück, während sich der Knochen leicht dreht. Diese empfindlichen Bewegungen steuern, wann und wo die Lungen der Schlangen aufgeblasen werden können.

Alle Schlangen haben eine voll entwickelte rechte Lunge, aber je nach Art kann eine Schlange eine vernachlässigbare linke Lunge oder keine linke Lunge haben, so ein Bericht aus dem Jahr 2015 in der Zeitschrift PLOS One . Constrictor-Boas gehören zur ersten Gruppe, da sie eine winzige linke Lunge und eine lange rechte Lunge haben, die etwa ein Drittel der Körperlänge der Schlange ausmacht, so der JEB-Bericht.

Das vordere Drittel der langen Lunge, das dem Kopf der Schlange am nächsten liegt, enthält Gewebe, das einen Gasaustausch durchführen kann, was bedeutet, dass es Sauerstoff in den Blutkreislauf leiten und Abfallprodukte wie Kohlendioxid entfernen oder ausatmen kann. Die hinteren zwei Drittel der Lunge können keinen Gasaustausch durchführen und sind im Wesentlichen „nur ein Beutel“, sagte Capano.

Wissenschaftler haben unterschiedliche Theorien über die Funktion dieser beutelartigen Region, aber die neue Studie unterstützt die Idee, dass sie als eine Art Faltenbalg fungiert, der laut dem Experten Luft durch die Vorderseite der Lunge zieht und Gase austauscht. Wenn sich also die Vorderseite der Lunge nicht vollständig ausdehnen kann und die Boa gerade einen Snack isst, kann die Rückseite der Lunge immer noch Luft durch das Gewebe ziehen und einen Gasaustausch ermöglichen. „Selbst wenn sich Ihre vordere Lunge nicht bewegen kann oder wenn etwas sie zerdrückt, können Sie trotzdem Luft durchsaugen. Und dann ziehen Sie immer noch sauerstoffhaltige Luft durch Ihr Gefäßgewebe „, fügte er hinzu.

Das Team entdeckte, dass Constrictor-Boas diese einzigartige Atemmethode verwendeten, indem sie in ihrem Labor Blutdruckmanschetten an erwachsenen Boas anlegten, um die Bewegung einiger Rippen der Schlangen einzuschränken. Das Team verwendete verschiedene Techniken, um den Luftstrom in und aus der Lunge der Schlange und die elektrische Aktivität verschiedener Muskeln zu messen. Sie verwendeten auch eine Technik namens „Röntgenrekonstruktion der Morphologie in Bewegung“ (XROMM), um zu verfolgen, wie sich die Rippen der Schlangen in Echtzeit bewegten.

Bei der Verwendung von XROMM wurden kleine Metallmarkierungen auf einigen Rippen der Schlangen angebracht und die Tiere dann von der Seite und von oben gescannt, während sie sich bewegten. Durch die Kombination der aus beiden Blickwinkeln aufgenommenen Bilder erfasste das Team, wie sich die Rippen in drei Dimensionen bewegten, und erstellte detaillierte Modelle des beweglichen Brustkorbs.

„Die neue Studie erfasst sehr gut, wie sich die Bewegung der Rippen des Boas als Reaktion auf die Blutdruckmanschette ändert, die das Tier von allen Seiten drückt“, sagte Penning. Das heißt, wenn eine Schlange tatsächlich ein Tier einengt, „erledigt die Seite der Schlange, die mit der Beute in Kontakt kommt, wahrscheinlich den größten Teil der Arbeit mit Gewalt“, während die andere Seite der Schlange im Vergleich möglicherweise weniger komprimiert ist, so der Experte. Mit Blick auf die Zukunft sagte Capano, er sei daran interessiert zu untersuchen, wie Boas und andere Schlangen ihre Rippen während verschiedener dynamischer Verhaltensweisen wie Rutschen bewegen.

LESEN SIE WEITER:

Aufgrund der globalen Erwärmung nisten Vögel früher.