新たな発見：水生トカゲの「呼吸バブル」が機能的役割を果たす
ビンガムトン大学（ニューヨーク州立大学）の新しい研究によると、水中で呼吸するために特殊な「バブル」を鼻孔に生成する半水生トカゲが発見されました。この研究を主導したのは、ビンガムトン大学の生物学助教授、リンジー・スワーク博士（Lindsey Swierk, PhD）です。スワーク博士は、南コスタリカの熱帯雨林に生息する水生アノールを研究しており、これらのトカゲが水中でバブルを利用する行動をこれまでに観察していました。
「これまで、トカゲが長時間水中に留まれることや、このバブルから酸素を得ていることは分かっていましたが、このバブルが呼吸において実際に機能的な役割を果たしているかどうかは不明でした」とスワーク博士は述べています。
実験で明らかになったバブルの役割
スワーク博士は、このバブルが呼吸に役立つのか、それとも皮膚の性質の副産物に過ぎないのかを検証するため、トカゲの皮膚表面にバブル形成を防ぐ物質を塗布する実験を行いました。通常、トカゲの皮膚は疎水性であり、空気が皮膚に密着してバブルが形成されます。しかし、この物質を塗布すると空気が皮膚に付着せず、バブルが形成されなくなります。
この結果、通常の方法で呼吸する対照群のトカゲは、バブル形成が阻害されたトカゲよりも水中に32%長く留まれることが分かりました。
「この結果は非常に重要です。今回の実験は、バブルが適応的な意義を持つことを初めて実証したものです。バブルを再利用することで、トカゲはより長時間水中に留まれることが分かりました」とスワーク博士は語りました。
捕食者からの逃避手段としてのバブル
アノールトカゲは多くの捕食者から狙われる存在で、鳥やヘビの標的になることが多いといいます。「アノールは森の中では『チキンナゲット』のような存在です」とスワーク博士はユーモアを交えて説明します。このバブルを利用することで、トカゲは水中で捕食者から身を隠し、静かにカモフラージュすることができます。トカゲは少なくとも20分間水中に留まることができるとされています。
今後の研究と応用の可能性
スワーク博士の次の目標は、このバブルが「物理的なエラ」として機能しているのかを明らかにすることです。例えば、一部の昆虫ではバブルが水中で酸素を取り込む装置として働いています。この仮説を検証するため、大学院生のアレクサンドラ・マーティン氏（Alexandra Martin）が水の酸素濃度を操作し、その影響をトカゲの潜水時間に測定する実験を行っています。
「脊椎動物によるバブル利用については、まだ多くのことが分かっていません。この研究は、バイオインスパイアされた素材の開発など、さまざまな応用の扉を開く可能性があります」とスワーク博士は述べています。
この研究は、「Novel Rebreathing Adaptation Extends Dive Time in a Semi-Aquatic Lizard（新しい再呼吸適応が半水生トカゲの潜水時間を延長する）」というタイトルで、2024年9月18日にBiology Letters誌に掲載されました。
