Tai priklauso nuo to, kaip apibrėžiate žodį „kvėpuoti“
Ko gero, daugelis yra girdėję, jog dauguma žinduolių kvėpuoja per burną ir nosį[1]. Tuo tarpu varlės gali kvėpuoti per odą. Bet vis tik smalsu, kaipgi vėžliai: kaip šie kietu lukštu padengti gyvūnai gauna deguonies?
Pradėkime nuo to, kad galbūt žinote apie ganėtinai keistą gandą, jog pastarieji neva gali kvėpuoti per užpakalį. Bet ar tai iš tikrųjų yra tiesa?
Techniškai vėžliai nekvėpuoja per savo „sėdmenis“. Taip yra todėl, kad jie turi daugiafunkcinę angą, vadinamą kloaka (stuburinių gyvūnų tiesios žarnos praplatėjusią galinę dalį), kuri, kaip žinia, naudojama lytiniam dauginimuisi ir kiaušinėlių dėjimui, taip pat atliekų pašalinimui. Tačiau ji dalyvauja procese, vadinamame kloakiniu kvėpavimu, kuris ne tokia technine prasme galėtų būti interpretuojamas kaip „kvėpavimas užpakaliu“[2].
Įdomu tai, kad kloakinio kvėpavimo metu vėžliai pumpuoja vandenį per savo kloakos angas į du maišelius primenančius organus, kurie veikia tarsi plaučiai. Tada vandenyje esantis deguonis pasklinda per specialias mažas struktūras, ir patenka į vėžlio kraują.
Visgi kloakinis kvėpavimas yra labai neefektyvus, palyginti su įprastu, o visi vėžliai taip pat gali daug lengviau kvėpuoti plaučiais. Dėl to kloakinis kvėpavimas pastebimas tik nedaugelyje gėlavandenių rūšių, kurios naudojasi šiuo neįprastu metodu, kad įveiktų iššūkius, su kuriais susiduria unikalioje aplinkoje, pavyzdžiui, srauniose upėse ar užšalusiuose tvenkiniuose.
Kloakos čempionai – prieš jūsų nosį
Pagrindinė vėžlių grupė, kuri tikrai įvaldė kloakinį kvėpavimą, yra upiniai vėžliai.
Visame pasaulyje yra apie keliolika upių vėžlių rūšių, galinčių tinkamai panaudoti kloakinį kvėpavimą, ir maždaug pusė jų gyvena Australijos upėse. Tačiau kai kurios upių vėžlių rūšys daug geriau kvėpuoja kloakiniu būdu nei kitos.
Neabejotinas čempionas yra Fitzroy upės vėžlys (Rheodytes leukops) iš Australijos, kuris 100% energijos gali gauti per kloakinį kvėpavimą, ir šis gebėjimas leidžia jiems neribotą laiką likti po vandeniu, kas yra išties šaunu.
Visgi visoms kitoms rūšims kvėpavimas kloaka tik pailgina laiką, kurį jos gali išbūti po vandeniu, kol pastarosios vėl turi pakilti į paviršių. Pavyzdžiui, užuot nardžiusios po vandeniu 15 minučių sulaikant kvėpavimą, jos gali likti po vandeniu netgi kelias valandas.
Gebėjimas išbūti po vandeniu ilgą laiką yra labai naudingas upių vėžliams, nes iškilimas į paviršių gali būti gana sudėtingas, mat buvimas arti upės vagos taip pat padeda išvengti plėšrūnų, tokių kaip krokodilai, kurie kartais pasirodo netikėtai.
Galiausiai kai kurie upių vėžliai tiek daug laiko praleidžia upės dugne, kad ant jų gali užaugti dumbliai, kaip, beje, ir ant uolų.
Vengti plėšrūnų ypač svarbu vėžlių jaunikliams, į kuriuos gali nusitaikyti paukščiai ir didelės žuvys
Iš esmės didžiausia rizika plėšrūnų atžvilgiu yra perinčiam vėžliui. Įdomu tai, jog jaunikliai paprastai daug geriau kvėpuoja kloakiniu būdu nei suaugusieji, todėl jie gali daugiau laiko praleisti prie upės vagos, kol bus pakankamai dideli, kad pradėtų dažniau kilti į paviršių.
Ir štai, gali būti, kad kitos upių vėžlių rūšys taip pat sugeba kvėpuoti kloaka kaip jaunikliai, bet vėliau praranda šį gebėjimą.
Visgi derėtų paminėti, kad kloakinis kvėpavimas yra daug mažiau efektyvus nei aerobinis, nes siurbiant vandenį reikia daug energijos, o tai sumažina grynąjį energijos prieaugį, kurį gauna vėžliai[3]. Tuo tarpu kuomet kvėpuojama oru, energijos beveik nereikia, nes dujos yra lengvos ir laisvai teka į plaučius ir iš jų.
Vandenyje taip pat yra maždaug 200 kartų mažiau deguonies nei ore, todėl vėžliai turi siurbti intensyviau ir nepalyginamai daugiau, nors gaunamas bene toks pat deguonies kiekis.
Yra dar viena kloakinio kvėpavimo kaina: kuomet deguonis pasklinda per į kraują, natrio bei chlorido jonai (įkrautos dalelės), kurie yra gyvybiškai svarbūs ląstelių funkcionavimui, pasklinda priešinga kryptimi, o tai neleidžia ląstelėms tinkamai funkcionuoti.
Norėdami tai neutralizuoti, vėžliai įgalino specialius siurblius, kurie siurbia prarastus jonus atgal į ląsteles, jog išlaikytų normalų jonų lygį. Šis procesas, žinoma, reikalauja papildomos energijos, todėl dar labiau sumažėja grynasis energijos padidėjimas, gaunamas iš tokio tipo kvėpavimo.
Beje, Šiaurės Amerikoje yra maždaug šešios ar septynios žiemojančių gėlavandenių vėžlių rūšys, puikiai valdančios kloakos kvėpavimą. Šios rūšys mėnesius praleidžia įstrigusios po ledo sluoksniu, žiemą dengiančiu tvenkinius. (Kai kurie iš šių vėžlių po ledu būna ilgiau nei 100 dienų.)
Vietoj to, šie vėžliai gali gargaliuoti vandenį savo gerklėje, o tai vadinama siurbimu pasitelkiant žandikaulį.
Žiemos miegu miegantys vėžliai išvengia šios pasyvios kloakinio kvėpavimo formos, nes jų medžiagų apykaita labai sulėtėja, o tai reiškia, kad jiems reikia mažiau energijos, taigi ir deguonies.
Būdami po ledu, tokie vėžliai mažai juda, išlaiko savo kūno temperatūrą ir gali pereiti prie anaerobinio kvėpavimo – paskutinės išeities kuriant energiją, kai jiems trūksta deguonies.
