Ничто не выглядит столь же ленивым как аллигатор в жаркий летний день, но новые исследования легких рептилии показывают, что они структурированы удивительно как те из птиц, какие исследователи думали, были уникальны. Результаты могли помочь объяснить, почему архозавры – предки crocodilians, динозавров и современных птиц – появились для доминирования над миром приблизительно 250 миллионов лет назад.Также изученный, поскольку динозавры были по нескольким прошлых веков, палеонтологи узнали мало о своем дыхании, потому что легкие не фоссилизируют.
Один способ заполнить промежуток и вывести респираторную физиологию динозавров состоит в том, чтобы исследовать легкие их самых близких живущих потомков – птицы. В легких млекопитающих, потоков воздуха в и из маленьких мешочков, где кислород извлечен и выпущена двуокись углерода.
Но птицы вдыхают одно направление, как реактивный двигатель, с клетками легких абсорбирующий кислород от воздуха, как это проходит мимо. Договоренность гарантирует, чтобы легкие все время содержали свежий воздух, и идеально для существа, тратящего большую часть его бодрствующей жизни в полете, требующем большого количества кислорода.
Но что относительно других родственников динозавра, которые живы сегодня? Эволюционные биологи К. Г. Фармер и Кент Сандерс из университета Юты в Солт-Лейк-Сити попытались определить, как легкие crocodilians – группа, включающая крокодилов и аллигаторов – работа. «Птицы и кувшины являются родственными группами», говорит Фармер. «Если мы находим особенности, которые подобны у птиц и кувшинов, это, вероятно, потому что они были унаследованы от их общего предка».
За прошлые 5 лет эти два исследователя отследили образцы воздушного потока в легких животных при помощи просмотров MRI на живущих аллигаторах и подталкивания жидкостей, содержащих прослеживание агентов через легкие, удаленные из анализируемых экземпляров. В сегодняшней проблеме Науки пара сообщает, что, как те из птиц, легкие аллигатора также используют однонаправленный воздушный поток.
Вместо того, чтобы переместиться в и из воздушных мешков как у млекопитающих, потоки воздуха постоянно через легкие. Это входит в трахею и перемещается через легкие к хвосту, затем отступите ноздри через трахею.
Структура разрешает аллигаторов, когда им нужна она, чтобы переместить намного больше воздуха через их легкие и абсорбировать намного больше кислорода, чем млекопитающие могут. Черта «не уникальна для птиц», говорит Фермер.
«Это – абсолютно захватывающее открытие», говорит morphologist Адам Саммерс из университета Вашингтона, Сиэтла, кто не был вовлечен в исследование. «Я потрясен, что мы не знали как аллигаторы, которых вдыхают». Саммерс говорит, что односторонний поток мог объяснить, почему архозавры «перешли от статистов к dinos» когда кислородные уровни Земли, которые опускают внезапно приблизительно 250 миллионов лет назад после главного события исчезновения. Способность вызвать много кислорода в легкие, он объясняет, означала, что животные внезапно были лучше адаптированы к более тонкому воздуху, чем были предки млекопитающего, которые были живы одновременно.Существует другая возможность, говорит Саммерс. «Мы не знаем, как другие существа дышат – ящерицы, например».
Могло случиться так, что однонаправленный воздушный поток является образцом для всех позвоночных животных земли немлекопитающих, говорит он. Это сделало бы млекопитающих, а не птиц, уникальных в способе, которым они дышат. «Это вновь открыло много вопросов, что мы думали, были закрыты», говорит он.