Крокодилы дышат как птицы: помогло ли дыхание предкам динозавров захватить доминирование?

Ученые из Университета Юты обнаружили, что воздух течет в одном направлении, петляя через легкие аллигаторов, точно так же, как и у птиц. Исследование предполагает, что этот метод дыхания мог помочь предкам динозавров доминировать на Земле после худшего массового вымирания 251 миллион лет назад.

Исследование, опубликованное 15 января в журнале Science, демонстрирует однонаправленный поток воздуха в легких аллигаторов. Это означает, что такая схема дыхания, вероятно, развилась до 246 миллионов лет назад, когда крокодилы отделились от ветви архозавров, ведущей к птерозаврам, динозаврам и птицам. Таким образом, однонаправленная циркуляция воздуха у архозавров появилась раньше, чем считалось, и может объяснить, почему эти животные стали доминировать в раннем триасовом периоде, когда уровень кислорода, возможно, составлял всего 12% против 21% сегодня.

«Настоящая важность этого открытия воздушного потока у аллигаторов в том, что оно может объяснить смену фауны между пермским и триасовым периодами, когда синапсиды утратили доминирование и были вытеснены этими архозаврами», — говорит ведущий автор исследования К.Г. Фармер. Даже при гораздо меньшем содержании кислорода в атмосфере «многие архозавры, такие как птерозавры, по-видимому, были способны поддерживать активную деятельность. Конструкция легких могла сыграть ключевую роль в этой способности».

В отличие от легких млекопитающих, где воздух заканчивает путь в тупиковых альвеолах, у птиц (а теперь доказано, и у аллигаторов) воздух движется по трубкам парабронхов в одном направлении, образуя петлю. Фармер подчеркивает, что однонаправленный поток у аллигаторов вызван аэродинамическими «клапанами» в самих легких, а не воздушными мешками, как считалось ранее для птиц.

Для доказательства исследователи провели три эксперимента: измерили поток в легких живых аллигаторов с помощью термисторов, прокачали воздух через извлеченные легкие и визуализировали поток с помощью флуоресцентных микрочастиц в воде. Все методы подтвердили однонаправленное движение воздуха.