На более поздних стадиях беременности жизнь может быть затруднена, так как плод давит на диафрагму, затрудняя дыхание. Но змеи, которые сжимают своих жертв, прежде чем проглотить их целиком, должны преодолевать проблемы с дыханием, поскольку их легкие сжимаются каждый раз, когда они обедают. «Без диафрагмы они полностью полагаются на движения своих ребер», — говорит Джон Капано (Университет Брауна), добавляя, что самые ранние предки змей, должно быть, преодолевали трудности с дыханием, сжимая и переваривая пищу.
Но было неясно, как современные змеи спасаются от удушья, сжимая своих жертв. Одна из возможностей заключалась в том, что животные регулируют, какую область грудной клетки они используют для вдоха, в зависимости от того, отдыхают ли они, душит животное или переваривают пищу. Тем не менее, никто подробно не отслеживал особенности дыхания змей в процессе подавления их обеда, чтобы проверить, могут ли животные регулировать, какую часть грудной клетки они используют.
Итак, Капано и Элизабет Брейнерд (Университет Брауна) закрепили манжету для измерения кровяного давления вокруг ребер удавов , чтобы ограничить их движения, и обнаружили, что извилистые рептилии используют разные участки грудной клетки для дыхания, когда их ребра сжаты. Они обнаружили, что задняя часть легкого работает как меха, втягивая воздух в легкое, когда ребра, расположенные дальше вперед, больше не могут двигаться, потому что они сжимают добычу до смерти, и опубликовали свое открытие в Journal of Experimental Biology .
Капано прикрепил крошечные металлические маркеры к двум ребрам каждой рептилии — один на треть пути вниз по телу змеи , а другой — на полпути, — чтобы визуализировать движение ребер с помощью рентгеновских лучей. Затем он наложил манжету для измерения артериального давления на ребра в обеих областях, постепенно увеличивая давление, чтобы обездвижить их. «Либо животные не возражали против наручников, либо защищались и шипели, пытаясь заставить исследователя уйти», — вспоминает Капано, объясняя, что рептилии действительно заполняют свои легкие, когда шипят. «Это была возможность измерить некоторые из самых больших вдохов, которые делают змеи», — говорит он.
Реконструируя движения ребер удавов, стало ясно, что животные могли независимо контролировать движения ребер в разных частях грудной клетки. Когда удавы были захвачены манжетой для измерения кровяного давления на трети пути вдоль тела, животные дышали, используя ребра дальше назад, отводя ребра назад и наклоняя их вверх, чтобы набрать воздух в легкие. Однако, когда ребра ближе к задней части легкого были сужены, змеи дышали ребрами ближе к голове. На самом деле ребра в дальнем конце легкого двигались только тогда, когда были сжаты передние ребра, втягивая воздух глубоко в область, даже несмотря на то, что она имеет плохое кровоснабжение и не обеспечивает тело кислородом. Дальний конец легкого вел себя как мехи, втягивая воздух через переднюю часть легких.легкое , когда оно больше не могло дышать самостоятельно.
Кроме того, Капано, Скотт Бобак и Чарльз Цвемер (оба из Дикинсон-колледжа) засняли и записали нервные сигналы , управляющие реберными мышцами при сжатии манжетой для измерения артериального давления, в то время как Бобак также снимал на камеру GoPro змею во время обеда, показывая, что ребра не просто оставались неподвижными. Нервные сигналы в сокращенных мышцах отсутствовали; змеи перешли на дыхание, активировав другой набор ребер дальше по телу.
Поскольку подчинение и переваривание жертвы — одна из самых энергичных вещей, которые эти змеи могут делать, вероятно, было важно, чтобы они развили способность приспосабливаться к тому, где они дышат, прежде чем принять свой новый образ жизни, мешающий ребрам, чтобы гарантировать, что они не задохнутся.
