Crédito:Pixabay/CC0 Dominio público
Las últimas etapas del embarazo pueden dificultar la vida ya que el feto presiona contra el diafragma, lo que dificulta la respiración. Pero las serpientes que constriñen a sus víctimas antes de tragarlas enteras tienen que superar los desafíos de respirar mientras sus pulmones están restringidos cada vez que cenan. "Sin diafragma, dependen completamente de los movimientos de sus costillas", dice John Capano (Universidad de Brown), y agrega que los primeros ancestros de las serpientes deben haber superado el desafío de respirar mientras exprimían y digerían la cena.
Pero no estaba claro cómo las serpientes modernas se salvan de asfixiarse mientras constriñen a sus víctimas. Una posibilidad era que los animales ajustaran qué región de la caja torácica usan para inhalar, dependiendo de si están descansando, estrangulando a un animal o digiriendo. Aún así, nadie había monitoreado en detalle los patrones de respiración de las serpientes en el acto de someter su cena para verificar si los animales pueden ajustar qué sección de la caja torácica usan.
Entonces, Capano y Elizabeth Brainerd (Universidad de Brown) colocaron un manguito de presión arterial alrededor de las costillas de las boa constrictoras para restringir sus movimientos y descubrieron que los reptiles sinuosos usan diferentes secciones de la caja torácica para respirar cuando sus costillas están constreñidas. Descubrieron que la sección posterior del pulmón funciona como un fuelle, introduciendo aire en el pulmón cuando las costillas más adelante ya no pueden moverse porque están exprimiendo a la presa hasta la muerte, y publicaron su descubrimiento en Journal of Experimental Biology. yo> .
Capano adjuntó diminutos marcadores de metal a dos costillas de cada reptil, uno a un tercio del cuerpo de la serpiente y otro a la mitad, para visualizar cómo se movían las costillas usando rayos X. Luego colocó un manguito de presión arterial sobre las costillas en ambas regiones, aumentando gradualmente la presión para inmovilizarlas. “O a los animales no les importó el golpe o se pusieron a la defensiva y silbaron para intentar que el investigador se fuera”, recuerda Capano, explicando que los reptiles realmente llenan sus pulmones cuando silban. "Esta fue una oportunidad para medir algunas de las respiraciones más grandes que toman las serpientes", dice.
Al reconstruir los movimientos de las costillas de la boa constrictor, quedó claro que los animales podían controlar los movimientos de las costillas en diferentes partes de la caja torácica de forma independiente. Cuando las boa constrictoras fueron sujetadas por el manguito de presión arterial un tercio del recorrido a lo largo del cuerpo, los animales respiraron usando las costillas más atrás, balanceando las costillas hacia atrás mientras las inclinaban hacia arriba para aspirar aire a los pulmones. Sin embargo, cuando las costillas hacia la parte posterior del pulmón se contrajeron, las serpientes respiraron usando las costillas más cercanas a la cabeza. De hecho, las costillas en el otro extremo del pulmón solo se movían cuando se sujetaban las costillas delanteras, aspirando aire profundamente en la región, a pesar de que tiene un suministro de sangre deficiente y no proporciona oxígeno al cuerpo. 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.