Дыхательная система некоторых нелетающих динозавров во многом схожа с дыхательной системой современных птиц, заключили ученые из Великобритании и США. Эта особенность позволяла древним рептилиям эффективнее потреблять кислород из атмосферы и развивать скорость бега до 64 км/ч. Результаты исследования опубликованы в журнале Royal Society Open Science.

Птицы дышат не так, как млекопитающие и люди: их дыхательная система приспособлена к полету, во время которого организм нуждается в усиленном газообмене. Если у человека и у животных легкие способны расширяться и сжиматься во время вдоха и выдоха, то легкие птиц таким свойством не обладают: эти органы у них жесткие. Воздух проходит через них «насквозь» – и около 75% кислорода попадают в специальные воздушные мешки, которые расширяются и сжимаются при дыхании. Легкие у птиц прикрепляются к позвонкам и ребрам, которые образуют «потолок» грудной клетки – все это помогает держать легкие неподвижными. Костно-мышечный сустав, где встречаются ребра и позвонки, обеспечивает дополнительную поддержку. Эта установка обеспечивает непрерывный поток кислорода и требует меньших затрат энергии при дыхании, чем постоянное «надувание» и «сдувание» легких.

Похожее строение дыхательной системы было и у динозавров – далеких предков современных птиц, согласно самой популярной теории происхождения пернатых. Палеобиологи Роберт Броклхерст (Robert Brocklehurst) и Уильям Селлерс (William Sellers) из Манчестерского университета (Великобритания) и их американские коллеги создали трехмерные модели частей скелета, которые играют важную роль в дыхании, характерные для нелетающих динозавров, современных крокодилов и птиц, и сравнили их анатомию. Строение позвоночно-реберных суставов, костей грудной клетки были во многом похожи: у древних рептилий они также образовывали прочный «каркас», который поддерживал жесткую структуру легких.

Вероятно, такая «птичья» система дыхания была «секретным оружием» динозавров. В эпоху мезозоя атмосфера была не так насыщена кислородом, как сегодня: тогда его содержание составляло 10-15%, по сравнению с сегодняшними 20%. Но даже в тех условия велоцираптор (Velociraptor) мог бегать со страшно высокой скоростью – до 64 км/ч. Вероятно, эта уникальная адаптация и позволила динозаврам занять верхушку пищевой цепи более 200 миллионов лет назад.

У некоторых морских животных, особенно обитающих на большой глубине, нет ни жабр, ни легких. Кислород в организм поступает через щупальца, кожу и даже ноги. РИА Новости рассказывает о самых невероятных органах дыхания, сформированных эволюцией.

    Аллигаторы используют свои лёгкие весьма необычным и притом высокоэффективным способом. Больше всего он напоминает дыхание динозавров и современных птиц, считают биологи из университета Юты (University of Utah).

Аллигаторы – счастливые обладатели парабронхов, напоминающих те, что помогают птицам летать в разреженной атмосфере (фото Daily Mail) Следует пояснить, что в отличие от аллигаторов у млекопитающих каждый вдох несёт воздух в пузырьковидные образования в лёгких – так называемые альвеолы. У птиц альвеол нет. Кислород поступает в их кровь через стенки тонких трубок, известных как парабронхи (parabronchi). Причём благодаря разветвлённой системе воздушных каналов и дополняющих лёгкие воздушных мешков воздух через парабронхи движется фактически непрерывно и всегда однонаправлено, что на вдохе, что на выдохе. Это помогает птицам получать больше кислорода в высотном и длительном полёте.

Для проверки своей теории специалисты исследовали как мёртвых, так и живых рептилий. В тела последних имплантировались датчики (фото C. G. Farmer) Новое исследование доказывает, что своего рода "суперлёгкие" трудятся и в груди аллигаторов. Известно, что у них имеются парабронхи, но детали работы этих органов, как теперь выяснилось, до сих пор учёные представляли неточно.

Открытие описывается в опубликованной журналом Science статье: воздух внутри лёгких аллигаторов движется по своеобразной петле, а его однонаправленное перемещение обеспечивает некий "аэродинамический клапан". В отличие от птиц, впрочем, у данных рептилий нет специальных воздушных мешков, но это с лёгкостью компенсируется многокамерной структурой самих лёгких.

Скорее всего, дыхательный аппарат такого типа, рассуждают авторы исследования, возник ещё у общих предков птиц, динозавров и аллигаторов – группы ящеров, известных как архозавры, живших в триасовом периоде от 251 до 199 миллионов лет назад.

Примерно в то же время в воздухе Земли было меньше кислорода, и очевидное преимущество тогда имели те живые существа, чья дыхательная система была более эффективна и экономична. Она позволяла сравнительно крупным созданиям вести подвижный образ жизни, утверждает ведущий автор исследования Колин Фармер (Colin Farmer). Так, например, можно объяснить появление очень схожей системы дыхания у некоторых динозавров. И, как было установлено совсем недавно, аналогичная птицам "однонаправленная" система газообмена позволила завоевать воздушное пространство огромным птерозаврам. 

Источник: MEMBRANA