Походка рептилий позволила им первыми научиться дышать грудью — Naked Science
Сергей Васильев

Походка рептилий позволила им первыми научиться дышать грудью

6.5

Позвоночные суши вентилируют легкие за счет движений костей грудной клетки, однако первоначально эти движения появились для облегчения ходьбы на четырех ногах.

©Cieri et al., 2020

Адаптация позвоночных к жизни на суше вызвала коренные изменения аппарата дыхания. Рыбы, прокачивая воду через жабры, используют для этого мускулы, расположенные на голове и «шее». Так дышали и первые сухопутные жители: современные земноводные, включая лягушек, до сих пор раздувают горло, прокачивая воздух через легкие. Настоящая революция началась, когда эту роль стали играть мускулы грудного отдела, сжимая и раздвигая ребра.

Этому знаменательному переходу посвящена новая работа Роберта Сьери (Robert Cieri) из Университета штата Юта и его коллег, статья которых опубликована в журнале Scientific Reports. По мнению ученых, передача вентиляции легких мышцам грудной клетки была связана с адаптациями животных к передвижению по суше на четырех лапах.

Авторы исследовали механику ходьбы у ящериц, регистрируя движения их ребер с помощью нового метода XROMM, сочетающего видеозапись в рентгене и компьютерную томографию. Это позволило получить точные трехмерные модели движущихся костей грудной клетки для варанов и тегу, зафиксированных на «беговой дорожке». Визуализация показала, что при ходьбе с характерными для рептилий изгибами позвоночника в горизонтальной плоскости их ребра совершают непримечательное, но важное движение.

Полученная с помощью XROMM визуализация движений варана / ©Cieri et al., 2020

Каждое ребро слегка проворачивается относительно своего позвонка. В результате при каждом шаге ящерицы ее ребра с одной стороны тела сжимаются, с противоположной — раздвигаются, а при следующем шаге — наоборот. Без такого проворачивания они просто сталкивались бы друг с другом. По словам ученых, почти такие же движения ребра производят у рептилий и для дыхания.

Возможно, первоначально эти движения возникли у рептилий именно для усиления изгибов тела и ускоренного бега — и лишь затем оказались невероятно полезными для легочного дыхания. Роберт Сьери и его соавторы полагают, что ранние тетраподы перемещались по суше изгибающимися движениями, что привело к увеличению подвижности позвоночно-реберных сочленений. На каком-то этапе развития животные получили возможность перемещать ребра одновременно с обеих сторон тела и независимо от ходьбы, обеспечив более эффективную вентиляцию легких.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
5 часов назад
48 минут
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

Вчера, 11:36
68 минут
Ольга Иванова

Своими корнями история Армении уходит в глубокую древность и неразрывно связана с историей всего Древнего мира. Но зачастую, зная в деталях историю Рима и Древней Греции, мы в гораздо меньшей степени осведомлены о событиях, происходивших в Античное время в Армении, оказавшейся на перекрестке цивилизаций Запада и Востока. В силу многих причин она не попала в должном объеме в учебники и незнакома тем, кто интересуется историей. Попытаемся хоть немного исправить эту несправедливость.

Вчера, 15:39
5 минут
Илья Ведмеденко

Специалистам «Роскосмоса» удалось запустить основные двигатели нового модуля «Наука». Ранее сообщалось о технических неполадках, возникших после старта.

5 часов назад
48 минут
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

Вчера, 11:36
68 минут
Ольга Иванова

Своими корнями история Армении уходит в глубокую древность и неразрывно связана с историей всего Древнего мира. Но зачастую, зная в деталях историю Рима и Древней Греции, мы в гораздо меньшей степени осведомлены о событиях, происходивших в Античное время в Армении, оказавшейся на перекрестке цивилизаций Запада и Востока. В силу многих причин она не попала в должном объеме в учебники и незнакома тем, кто интересуется историей. Попытаемся хоть немного исправить эту несправедливость.

21 июля
4 минуты
Сергей Васильев

До сих пор было неизвестно, могут ли плоды передавать сигналы материнскому растению, но опыты, поставленные на томатах, показали, что это действительно происходит.

13 июля
5 минут
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
7 минут
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

11 июля
28 минут
Александр Березин

Еще год назад почти все были уверены, что эпидемия быстро закончится. Ведь научные исследования говорили: иммунитет переболевших очень сильный, а повторные заболевания крайне редки. Российские власти все еще верят в это: глава Роспотребнадзора Анна Попова утверждает, будто повторно болеет только 1%. От этого в России до сих пор ждут достижения «группового иммунитета» осенью — и, разумеется, снятия ковидных ограничений. К сожалению, это пустые надежды. Данные из других стран вообще не показывают реальной возможности достичь группового иммунитета за счет переболевших. Разбираемся в деталях.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: