Печать Электронная почта Закладка

Наука Каждый День (15 января 2010) — университет ученых Юты обнаружил, что вентиляционные струи в одном направлении, поскольку это образовывает петли через легкие аллигаторов, так же, как это делает в птицах. Исследование предполагает, что этот метод дыхания, возможно, помог предкам динозавров доминировать над Землей после худшего массового исчезновения планеты 251 миллион лет назад.

Прежде и до спустя приблизительно 20 миллионов лет после исчезновения - названный "Большая Смерть" или Пермско-триасовое исчезновение - подобные млекопитающему рептилии, известные как synapsids, были наибольшими наземными животными на Земле.

Исчезновение убило 70 процентов жизни земли и 96 процентов морской жизни. Как планета, восстановленная в течение следующих 20 миллионов лет, архозавры (греческий язык для "правящих ящериц") стали доминирующими наземными животными Земли. Они развились в две главных ветви на дереве жизни: crocodilians, или предки крокодилов и аллигаторов, и ветви, которая произвела летающих птерозавров, динозавры и в конечном счете птиц, которые технически являются архозаврами.

Демонстрируя односторонний или "однонаправленный" поток воздуха в пределах легких аллигаторов, новое исследование - изданный в проблеме 15 января журнала Наука - означает, что такой образец дыхания вероятно развился прежде 246 миллионов лет назад, когда crocodilians раскалывался от ветви генеалогического дерева архозавра, которое привело к птерозаврам, динозаврам и птицам.

Это, в свою очередь, означает односторонний поток воздуха, развитый в архозаврах ранее чем когда-то мысль, и может объяснить, почему те животные приехали в господство в Ранний Триасовый Период, после исчезновения и когда экосистема восстановления была тепла и суха, с кислородными уровнями возможно столь же низко как 12 процентов воздуха по сравнению с 21 процентом сегодня.

"Реальная важность этого обтекаемого открытия в аллигаторах - это, может объяснить товарооборот в фауне между Пермским и Триасовым периодом, с synapsids потеря их господства и быть вытесняемым этими архозаврами," говорит К.Г. Фермер, основной автор исследования и доцент биологии в университете Юты. "Это - главная причина, это важно с научной точки зрения."

Даже с намного меньшим количеством кислорода в атмосфере, "много архозавров, таких как птерозавры, очевидно были способны к поддержке энергичного осуществления," добавляет она. "Проект легкого, возможно, играл ключевую роль в этой способности, потому что легкое - первый шаг в каскаде кислорода от атмосферы до тканей животного, где это используется, чтобы сжечь топливо для энергии."

Фермер подчеркнул, что открытие не объясняет, почему динозавры, которые сначала возникли примерно 230 миллионов лет назад, в конечном счете outcompeted другие архозавры.

Фермер провел исследование - финансируемый Национальным научным фондом - с Кентом Сэндерсом, адъюнктом - профессором радиологии в университете Школы Юты Медицины. Они выполнили просмотры ЦЕМЕНТА 4 фута длиной, 24-фунтового аллигатора.

'Большая Смерть' - Уменьшается Synapsids, Повышения Архозавров

synapsids - которые технически включают современные млекопитающие - занял экологические ниши для больших животных перед Пермско-триасовым исчезновением.

"Некоторые встали, чтобы быть размера медведя," говорит Фермер. Некоторые были едоками мяса, другие съели заводы. Они были четвероногими и имели особенности, предполагающие, что они были усталостными бегунами. Их члены были непосредственно под их телом вместо того, чтобы растянуться направленный наружу как ноги ящерицы. Есть свидетельство, они заботились о своей молодёжи.

Причина массового исчезновения 251 миллион лет назад неизвестна; теории включают массивный вулканизм, Землю удара астероида и резко поднимание газа метана, который был заморожен во льду ложа океана.

"Несколько из synapsids пережили массовое исчезновение, чтобы восстановить их господство в раннем Триасовом периоде, и происхождение в конечном счете давало начало млекопитающим в Последнем Триасовом периоде," говорит Фермер. "Однако, восстановление жизни после исчезновения вовлекало постепенный товарооборот доминирующего земного позвоночного происхождения, с архозаврами, вытесняющими synapsids Последним Триасовым периодом."

С того времени, пока динозавры не вымирали 65 миллионов лет назад, никакое наземное животное дольше, чем приблизительно 3 фута были архозавром, говорит Фермер, в то время как подобный млекопитающему synapsid оставшиеся в живых "был подросток небольшие вещи, скрывающиеся в трещинах. Только в вымирании больших динозавров 65 миллионов лет назад, млекопитающие сделали возвращение и начали занимать размеры тела, большие чем опоссум."

Никто не знает очень об архозавре, который был общим предком crocodilians и птерозавров, динозавров и птиц, говорит Фермер.

Это вероятно было "маленькое, относительно проворное, насекомоядное животное," говорит Фермер. Иллюстрации ранних архозавров похожи на больших ящериц.

"Наши данные обеспечивают свидетельство, что однонаправленный поток [воздуха в легких] предшествует происхождению птерозавров, динозавров и птиц, и развитый в общем предке крокодилового и птицы [и птерозавра и динозавра] происхождения," говорит Фермер.

Тупики или Петли для Потока воздуха

В легких людей и других млекопитающих, поток воздуха походит на потоки. Когда мы вдыхаем, воздушные шаги через многочисленные ряды прогрессивно меньших, ветвящихся воздушных трасс, или бронхи, до мертвого окончания в наименьших палатах, тупики, названные альвеолами, где кислород входит в кровь и шаги углекислого газа от крови в легкие.

Долго было известно, что поток воздуха в птицах однонаправлен, и некоторые ученые предполагают, что это также был тот путь в динозаврах.

В современных птицах газовые обменные единицы легких не альвеолы, но трубы, известные как "парабронхи", через который вентиляционные струи в одном направлении прежде, чем выйти из легкого. Фермер говорит, что этот проект легкого помогает мухе птиц в высотах, которые "отдали бы коматозные млекопитающие."

Некоторые исследователи утверждали, что однонаправленный поток воздуха развился после crocodilians раскол от генеалогического дерева архозавра, возникающего среди птерозавров и динозавров теропода, прежде всего едящая мясо группа, которая включала короля Tyrannosaurus. Другие утверждали, что это возникло только среди coelurosaurs, группы динозавров, которая также включает короля T. и украшенные динозавры.

Однонаправленная вентиляционная струя в птицах долго приписывалась, чтобы передать мешочки в легких. Но Фермер не соглашается, так как аллигаторы не имеют воздушных мешочков, и говорят, что это происходит из-за аэродинамических "клапанов" в пределах легких. Она полагает, что воздушные мешочки помогают птицам перераспределить вес, чтобы управлять их продольным и поперечным креном во время полета. Фермер говорит, что много ученых просто предполагают, что воздушные мешочки необходимы для однонаправленного потока воздуха, и имеют фу-poohed утверждения наоборот.

"Они не могут спорить с этими данными," говорит она. "У меня есть три линии свидетельства. Если они не верят этому, они должны получить аллигатора и сделать их собственные измерения."

Оценка Потока воздуха в Аллигаторах

Фермер сделал три эксперимента, чтобы продемонстрировать односторонний поток воздуха в легких аллигаторов:

• Она выполнила хирургию на шести обезболенных аллигаторах и вставила метры потока, названные термисторами в легкие, чтобы измерить скорость потока воздуха и руководство.

• Фермер накачал воздух в и из легких, удаленных от четырех мертвых аллигаторов, посланных ей убежищем дикой природы в Луизиане. Поток был проверен, показывая, что воздух продолжал идти то же самое руководство, чтобы образовать петли через различные ряды бронхов и назад к трахее.

• Используя легкие от другого мертвого аллигатора, она выдвинула и потянула воду с крошечными флуоресцентными бусинками через легкие, делая кинофильмы, показывая однонаправленный поток.

Фермер говорит, что у легких аллигатора факта все еще был однонаправленный поток, будучи удаленным показы, однонаправленный поток воздуха вызван аэродинамическими клапанами в пределах легких, а не некоторым другим фактором, как воздушные мешочки или печень, которая действует как поршень, чтобы помочь дыханию.

Как действительно передает петлю через мультиразделенные на камеры легкие аллигатора?

Вдыхавший воздух входит в трахею, или трахею, и затем течет в два первичных бронха, или воздушные трассы. Каждый из тех первичных бронхов входит в легкое.

От тех первичных воздушных трасс бронхи тогда ветвятся во второй ряд более узких воздушных трасс. Вливающийся воздух бьет струей мимо или обходит первую ветвь в каждом легком, потому что ветвь делает крутой поворот далеко из руководства потока воздуха, создавая аэродинамический клапан. Вместо этого вентиляционные струи в другие бронхи второго ряда и затем в многочисленный, крошечный, воздушные трассы третьего ряда назвали парабронхи, где кислород входит в кровь, и углекислый газ оставляет это.

Воздух, все еще перемещающийся в одном направлении, затем вытекает из парабронхов в обошедшие бронхи второго ряда и назад к бронхам первого ряда, заканчивая одностороннюю петлю через легкие прежде, чем быть выдохнутым через трахею.

---

Источник Истории:

Приспособленный от материалов обеспечил университетом Юты.

---

Связанные Истории

---

Поиск Наука Каждый День

---

Найдите с ключевым словом (ами):

Войдите в ключевое слово или фразу, чтобы искать архивы Сайенседэйли связанные темы новостей,
истории последних новостей, справочные статьи, видео науки, изображения, и книги.

Только В:

Обнаружение Астмы