Ученые отменили отличия между крокодилами и птицами

Группа биологов показала, что при дыхании крокодилы используют ту же схему, что и птицы. Воздух проходит через легкие крокодилов только в одном направлении, а не в двух, как у млекопитающих. Статья авторов появилась в журнале Science.

Основная суть работы исследователей представлена на портале Science News.

До сих пор считалось, что "однонаправленное" дыхание, является уникальным приобретением птиц. При вдохе воздух проходит легкие птиц насквозь. Около трех четвертей воздуха не задерживается в легких и попадает в особые воздушные мешки, разбросанные по всему телу. При выдохе воздух из воздушных мешков вновь попадает в легкие, где из него забирается кислород. Таким образом, кровь птиц насыщается O2 как на вдохе, так и на выдохе.

До сих пор считалось, что дальние родственники птиц крокодилы и аллигаторы используют иной механизм дыхания, когда весь воздух попадает сразу в легкие, а после того, как из него извлекается кислород, выдыхается. Авторы новой работы показали, что это не так. По словам одной из исследовательниц, она обратила внимание на анатомическое сходство легких аллигаторов и птиц и решила проверить, как именно осуществляется у хищных рептилий процесс дыхания.

В одном из проведенных экспериментов ученые определили, как распределяются у аллигаторов потоки воздуха при дыхании. Для этого исследователи поместили особые приборы в легкие шести живых миссисипских аллигаторов. Оказалось, что вдыхаемый воздух распределяется не по двум ветвям бронхов (ветви, ведущие к легким), а только по одной (речь идет не о первичных бронхах, а об их более мелких ответвлениях). При этом на выдохе воздух двигался по той же ветви и в том же направлении, что и при вдохе. Это наблюдение подтвердилось на опытах с мертвыми крокодилами, в легкие которых вдувался воздух или вода с флуоресцентными гранулами.

По мнению ученых, однонаправленность потока воздуха обеспечивается воздушными "вентилями", сформированными петлеобразными ответвлениями бронхов. Эти ответвления играют выполняют функцию, аналогичную функции воздушных мешков у птиц.

Исследователи считают, что такой способ дыхания появился уже у общих предков птиц, крокодилов и динозавров - архозавров. Именно благодаря "однонаправленному" дыханию архозавры сумели добиться эволюционного успеха. Многие факторы свидетельствуют, что во времена жизни архозавров концентрация кислорода в воздухе была много ниже, чем сейчас. Эффективное использование этого газа (а "птичий" способ дыхания намного эффективнее остальных) позволило архозавром занять многие экологические ниши.