Aligatorių ir paukščių protėviams užkariauti pasaulį padėjo sudėtinga kvėpavimo sistema?

Mokslui jau senokai žinoma, kad paukščių kvėpavimo sistema yra viena sudėtingiausių iš visų organizmų. Paukščiams būdingas „dvigubas kvėpavimas“, nes jie turi du pagrindinius kvėpavimo organus – nedidelius plaučius ir oro maišus. Paukščiui įkvepiant, apie 75% oro patenka tiesiai į šiuos oro maišus, iškvepiant, šis oras patenka į plaučius. Todėl plaučiai gauna oro tiek įkvepiant, tiek iškvepiant.

Plaučiai yra pakankamai maži, neelastingi, priaugę prie krūtinės ląstos viršutinės dalies. Trachėja šakojasi į du bronchus, kurie patenka į atitinkamo plaučio apatinę dalį ir tęsiasi kaip pagrindinis bronchas per visą plautį. Nuo pagrindinio broncho atsišakoja antriniai bronchai, kurių dalis išsidėsto plaučio viršutinėje dalyje, kiti apatinėje dalyje ir dar keli - šonuose. Nuo pagrindinių bronchų atsišakoja smulkesni tretiniai bronchai – parabronchai, o nuo jų išsikeroja smulkiausi kvėpavimo takai - oriniai kapiliarai (bronchiolės). Jos šakojasi ir susipina į tankų tinklą, kurį apgaubia tankus kraujo kapiliarų tinklas.

Oro maišai - tai pagrindinio ir kai kurių antrinių bronchų išsiplėtusios plonasienės dalys, kurios yra už plaučių ribos. Bendras jų tūris daug kartų didesnis už plaučių tūrį. Jie įsiterpia tarp vidaus organų ir po kai kuriais raumenimis, o maišų atšakos prasiskverbia net į daugelį kaulų. Oro maišai naudojami kaip papildomi oro rezervuarai skrendant. Tupėdamas paukštis kvėpuoja keisdamas krūtinės ląstos tūrį - šonkaulių raumenys ritmiškai didina arba mažina atstumą tarp krūtinkaulio ir stuburo. Taip išplečiami arba suspaudžiami oro maišai ir oras plaučiuose beveik nenutrūkstamu režimu juda tai viena, tai kita kryptimi. Oro maišai nardantiems paukščiams leidžia ilgiau išbūti po vandeniu (pingvinams, narams). Suspausdami tai vieną, tai kitą maišą jie nekvėpuodami varinėja pro plaučius orą tol, kol suvartoja deguonies atsargas.

Tokia kvėpavimo sistema paukščiams atveria žymei didesnes skraidymo galimybes. „Žinome, kad paukščiai gali be problemų išgyventi hipoksijos (arba dar vadinamą deguonies badą - reiškinį, kai organams ir audiniams stinga deguonies) sąlygomis. Jie gali skraidyti tokiame aukštyje, kuris žinduoliams būtų mirtinas“, – teigia dr. Colleenas Farmeris iš Jutos (JAV) universiteto.

Tačiau dabartiniai tyrimai parodė, jog ne tik paukščiai turi „superkvėpavimo“ sistemą – ja gali pasigirti ir aligatoriai. Jau kuris laikas mokslininkams buvo žinoma, kad aligatoriai turi parabronchus, tačiau po naujausių tyrimų paaiškėjo, jog jų veikimo principas iki šiol buvo įsivaizduojamas klaidingai.

Paaiškėjo, jog oras aligatorių plaučiuose juda savotiška kilpa, o jo nenutrūkstama vienkryptį judėjimą palaiko savotiškas „aerodinaminis vožtuvas“. Tad nors skirtingai nuo paukščių, aligatoriai ir neturi papildomų oro maišų, tačiau tai kuo puikiausiai kompensuoja vidinės plaučių kameros.

Mokslininku manymu, tokios struktūros kvėpavimo aparatai evoliucijos eigoje galėjo susiformuoti pas bendrus paukščių, dinozaurų ir aligatorių protėvius – prieš 251-199 milijonus metų (Triaso periode) gyvenusius plėšrūnus archozaurus.