Hvordan boaer redder sig selv fra at blive kvalt, når de snerper og fordøjer aftensmad

De senere stadier af graviditeten kan gøre livet svært, da fosteret presser mod mellemgulvet, hvilket gør det svært at trække vejret. Men slanger, der trækker deres ofre sammen, før de sluger dem hele, må overvinde udfordringerne ved at trække vejret, mens deres lunger er begrænset, hver gang de spiser. "Uden mellemgulv er de helt afhængige af bevægelser af deres ribben," siger John Capano (Brown University), og tilføjer, at de tidligste slangeforfædre må have overvundet udfordringen med at trække vejret, mens de klemmer og fordøjer aftensmaden.

Men det var ikke klart, hvordan moderne slanger redder sig selv fra at blive kvalt, mens de indsnævrer deres ofre. En mulighed var, at dyrene justerer, hvilken region af brystkassen de bruger til at inhalere, alt efter om de hviler, drosler et dyr eller fordøjer. Alligevel havde ingen overvåget i detaljer slangernes vejrtrækningsmønstre i færd med at undertrykke deres middag for at kontrollere, om dyrene kan justere, hvilken del af brystkassen de bruger.

Så Capano og Elizabeth Brainerd (Brown University) sikrede en blodtryksmanchet omkring ribbenene på boa constrictors for at begrænse deres bevægelser og opdagede, at de bugtede krybdyr bruger forskellige sektioner af brystkassen til at trække vejret, når deres ribben er forsnævret. De fandt ud af, at den bagerste del af lungen fungerer som en bælg, der trækker luft ind i lungen, når ribbenene længere frem ikke længere kan bevæge sig, fordi de klemmer byttet ihjel, og publicerede deres opdagelse i Journal of Experimental Biology i> .

Capano satte små metalmarkører til to ribben i hvert krybdyr - en en tredjedel af vejen ned ad slangens krop og en anden halvvejs - for at visualisere, hvordan ribbenene bevægede sig ved hjælp af røntgenstråler. Derefter anbragte han en blodtryksmanchet over ribbenene i begge områder, hvorved han gradvist øgede trykket for at immobilisere dem. "Enten havde dyrene ikke noget imod manchetten eller blev defensive og hvæsede for at forsøge at få forskeren til at gå," husker Capano og forklarer, at krybdyrene virkelig fylder deres lunger, når de hvæser. "Dette var en mulighed for at måle nogle af de største vejrtrækninger, slanger tager," siger han.

Ved at rekonstruere boa-konstriktorernes ribbensbevægelser var det klart, at dyrene var i stand til at kontrollere ribbens bevægelser i forskellige dele af brystkassen uafhængigt. Da boa-konstriktorerne blev grebet af blodtryksmanchetten en tredjedel af vejen langs kroppen, åndede dyrene ved hjælp af ribbenene længere tilbage, mens de svingede ribbenene bagud, mens de vippede dem op for at trække luft ind i lungerne. Men når ribbenene mod den bagerste del af lungen blev sammensnørede, trak slangerne vejret ved hjælp af ribbenene tættere på hovedet. Faktisk bevægede ribbenene i den fjerneste ende af lungen sig kun, når de forreste ribben blev grebet, og trak luft dybt ind i området, selvom det har en dårlig blodforsyning og ikke forsyner kroppen med ilt. The far end of the lung was behaving like a bellows, pulling air through the front section of the lung when it could no longer breathe for itself.

In addition, Capano, Scott Boback and Charles Zwemer (both from Dickinson College), filmed and recorded the nerve signals controlling the rib muscles when constricted by the blood pressure cuff, while Boback also filmed a snake with a GoPro as it dined, revealing that the ribs were not simply being held immobile. There were no nerve signals in the constricted muscles; the snakes had shifted to breathing by activating a different set of ribs further along the body.

As subduing and digesting a victim is one of the most energetic things these snakes can do, it was probably essential that they evolved the ability to adjust where they breathe before adopting their new rib-hindering lifestyle to ensure that they didn't suffocate themselves.