Американские ученые выяснили, что аллигаторы имеют однонаправленное дыхание, похожее на птичье.
Вдох и выдох аллигаторов. Поток воздуха минует первую бронхиальную ветвь (отмечена зеленым), проходит через вторую (голубой) и поступает в первую через парабронхи (светло-коричневый).У млекопитающих воздух проходит через сеть бронхов и попадает в альвеолы, где кровеносные сосуды могут обменять углекислый газ на кислород. Тем же образом воздух выходит обратно. У птиц все иначе: при вдохе воздух оказывается в более простой системе трубок и выходит, сделав своеобразный круг по легким, другим путем.
Считалось общепринятым, что так дышать могут только птицы, потому что они располагают воздушными мешками, направляющими воздух через легкие. «Аллигаторы не имеют таких воздушных мешков, поэтому никому никогда не приходило в голову, что они могут дышать подобно птицам», — говорит соавтор исследования Си-Джей Фармер из Университета Юты, обнаружившая, к своему удивлению, значительное сходство между системами бронхов у крокодилов и птиц.
Вместе с коллегой Кентом Сэндерсом они установили термисторы в легких шести аллигаторов. И выяснилось, что воздушный поток движется всегда в одном направлении, будь то вдох или выдох. Тогда они стали закачивать и выкачивать воздух в и из легких четырех мертвых аллигаторов, а также воду с крошечными флуоресцентными частичками — еще в одного почившего животного.
Ученые установили, что при вдохе воздух попадает во вторую бронхиальную ветвь, минуя первую и создавая аэродинамический клапан, который высасывает углекислый газ через первую ветвь. Затем поток следует в парабронхи, где происходит газообмен, затем в первую ветвь и снова в трахею.
Открытие довольно толсто намекает на то, что подобный способ дыхания намного старше, чем подозревали ученые, и что он, возможно, помог архозаврам (общим предкам птиц, аллигаторов и динозавров) занять доминирующего экологическую нишу миллионы лет назад. Архозавры были крупнейшими сухопутными животными на Земле, населявшими планету после пермско-триасового вымирания 251 млн лет назад до разделения на аллигаторов и предков динозавров и птиц, произошедшего через пять миллионов лет. Архозавры «свергли» синапсидов, но после исчезновения динозавров у синапсидов снова начался расцвет, что и привело к появлению современных крупных сухопутных млекопитающих. Каким образом архозаврам удалось обосноваться на вершине экологической системы, остается загадкой.
Возможно, объяснение кроется как раз в однонаправленном дыхании. Другие исследования показали, что уровень атмосферного кислорода в то время был намного ниже, чем сейчас. Сегодня даже на вершине Эвереста кислорода больше, чем было тогда. Более эффективная дыхательная система могла бы позволить архозаврам расцвести в этих удивительных условиях.
Выводы ученых опубликованы в журнале Science.
Источник: http://science.compulenta.ru
