Биология

У варанов нашли уникальную систему дыхания

Adrien Farese/Flickr

Ученые из Университета Юты обнаружили, что степные вараны имеют структуры легких, которые являются своего рода гибридом системы птиц и млекопитающих. Статья об этом была опубликована в журнале The Anatomical Record.

Птицы, рептилии и млекопитающие развили различные структуры легких. Млекопитающие вдыхают насыщенный кислородом воздух, который поступает в более мелкие ветви, заканчивающиеся крошечными мешочками. При этом в кровь поступает кислород, а углекислый газ выходит из нее. Когда млекопитающие выдыхают, воздух выходит наружу тем же путем.

У птицы воздух проходит через большую часть легкого, но в одну сторону. Благодаря уникальной конструкции с аэродинамическими клапанами воздух у птиц всегда движется к голове через множество крошечных трубок — как на вдохе, так и на выдохе. Считалось, что такой механизм предназначен для эффективного полета, но исследователи обнаружили его также у аллигаторов и игуан.

В новой работе американские ученые проанализировали дыхательную систему степных варанов и выяснили, что их структуры легких — своего рода гибрид систем птиц и млекопитающих. Для этого ученые провели КТ-сканирование всего лабиринта легких и использовали два различных суперкомпьютера для построения моделей воздушного потока с самым высоким разрешением. Программное обеспечение использовало методы вычислительной гидродинамики — похожие на применяемые для прогнозирования погоды. Полученные результаты показывают, что эволюция легких позвоночных сложна и нам еще предстоит понять их полную картину.

Дыхательные системы млекопитающего ( слева вверху), птицы и степного варана ( внизу)

Robert Cieri

Оказалось, что, когда варан выдыхает, почти весь воздух поступает в переднюю часть легких и выходит из трахеи чистым однонаправленным потоком. В начале вдоха воздух поступает через трахею и течет к задней стенке легкого. По мере того как вдох продолжается, воздух начинает распределяться по разным боковым камерам и начинает возвращаться назад по направлению к передней части легкого. Поскольку эти петли становятся более доминирующими, поздние стадии вдоха выглядят аналогично выдоху, потому что большая часть воздуха течет в одну сторону из центральной камеры. Такая сложная структура не имеет закрылков или клапанов, которые регулируют воздушный поток. Согласно новому исследованию, за процессом стоит только аэродинамика.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.