Воздух в дыхательной системе крокодилов течет все время в одну сторону

Ученые установили, что воздух в дыхательной системе крокодилов течет все время в одну сторону, так же как и у птиц, что, вероятно, и помогло их предкам занять доминирующую позицию на суше, сообщается в статье исследователей, опубликованной в сегодняшнем выпуске журнала Science."Важность этого открытия заключается в том, что оно может объяснить изменения в составе фауны, произошедшие после массового вымирания 251 миллион лет назад, когда синапсиды - животные, доминировавшие до этого на суше и являющиеся предками современных млекопитающих - вынуждены были уступить пальму первенства архозаврам, общим предкам динозавров, крокодилов и птиц. Это основная причина, по которой данное открытие представляет научную ценность", - сказала ведущий автор публикации Си Джей Фармер (C. G. Farmer), слова которой приводит пресс-служба Университета Юты, США.Иными словами, открытие объясняет, почему архозавры сумели быстро занять доминирующее положение среди сухопутных животных вскоре после массового вымирания 251 миллион лет назад, когда теплый и сухой воздух наземных экосистем содержал всего 12% кислорода по сравнению с современным 21%.Причины этого вымирания, случившегося на границе пермского и триасового геологических периодов Земли, ученым точно не известны, однако в результате этого вымирания с лица планеты исчезло около 70% наземных видов существ и 90% водных обитателей. При этом, наземная фауна претерпела резкие изменения, когда на смену одному доминирующему типу животных пришли другие. Команда Фармер в своем исследовании сумела показать, почему и как это произошло.В организме человека и других млекопитающих в процессе сокращения мышц, обеспечивающих дыхание, воздух проходит по воздухоносным сосудам, достигая мельчайших воздухоносных мешков, называемых альвеолами, где и происходит захват кислорода в кровь и высвобождение углекислого газа. После этого обмена воздух выдыхается по тем же воздухоносным путям в обратном направлении.В организме птиц дыхание устроено иначе - вместо альвеол птицы имеют трубочки, называемые парабронхами, через которые воздух протекает все время в одном и том же направлении до тех пор, пока не будет выдохнут животным обратно в атмосферу. Ученые полагают, что такая система дыхания позволяет птицам летать на больших высотах, где система дыхания млекопитающих неизбежно начала бы давать сбои и требовать слишком много энергии.Многие исследователи до сих пор считали, что однонаправленное дыхание современных птиц зародилось лишь после того, как крокодилоподобные отделились от архозавров, и получило развитие среди птерозавров (летающих ящеров) и хищных динозавров вроде тираннозавра Рекса.Чтобы показать, что однонаправленное дыхание с системой аэродинамических клапанов в воздухоносных каналах вместо воздушных мешков зародилось гораздо раньше, авторы публикации, Фармер и ее коллега Кент Санедрс (Kent Sanders) провели три типа экспериментов. Фармер вживила электронные датчики потока в воздухоносные каналы живых крокодилов, находившихся в состоянии общего наркоза, в целях демонстрации того, что воздух в легких крокодилов действительно течет все время в одном направлении.Кроме того, Фармер провела эксперименты по принудительной прокачке воздуха через легкие мертвых крокодилов, предоставленных ей заказником штата Луизиана в США, а также провела эксперимент по прокачке через легкие воды, содержащей флуоресцентные метки, перемещения которых показывают, каким образом в легких происходят движения потоков воздуха."Наше исследование служит свидетельством тому, что однонаправленные потоки воздуха в легких при дыхании впервые были освоены до появления птерозавров, динозавров и птиц их общими с крокодилами предками, архозаврами. Благодаря этому приспособлению, даже при очень низком содержании кислорода в атмосфере, многие, даже очень крупные архозавры, могли поддерживать активный образ жизни, что и помогло им занять доминирующую позицию на суше", - подытожила Фармер.