Походка рептилий позволила им первыми научиться дышать грудью — Naked Science
4 минуты
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.
Сегодня, 09:31
4 минуты
Сергей Васильев

Микроскоп с высокоскоростной камерой и компьютерное моделирование показали, что сперматозоиды плавают не за счет боковых движений хвоста, а быстро вращаясь всем телом.

8 часов назад
6 минут
Мария Кривоченко

Это крупнейшее исследование ДНК людей, живущих в Северной и Южной Америке. Оно показывает, откуда в США появились рабы, и раскрывает детали жестокого обращения с ними.

Сегодня, 09:34
3 минуты
Сергей Васильев

Новый метод позволил сделать немагнитный пирит ферромагнетиком, подходящим для использования в электронике и солнечных батареях.

Сегодня, 09:31
4 минуты
Сергей Васильев

Микроскоп с высокоскоростной камерой и компьютерное моделирование показали, что сперматозоиды плавают не за счет боковых движений хвоста, а быстро вращаясь всем телом.

Вчера, 11:27
35 минут
Александр Березин

На планете разворачивается новая лунная гонка. Российская космическая отрасль пытается обозначить участие в ней, патентуя многопусковой полет к спутнику Земли. Очевидно, что это лишь суррогат сверхтяжелых ракет, которых мы пока не строим. США, напротив, активно разрабатывают сразу два сверхтяжа – но и там не все гладко. Их лунная программа может испытать сильнейший удар в ближайший год. Скептики считают, что усилия всех участников гонки бесполезны. Мол, пилотируемые полеты к другим небесным телам не нужны, ибо дороги. Автоматы смогут все сделать намного дешевле. На деле лунная программа, как мы покажем ниже, не дороже полетов к МКС. Да и автоматы не дадут нам ничего подобного результатам пилотируемой лунной экспедиции. Попробуем разобраться почему.

29 июля
7 минут
Мария Азарова

По мнению авторов новой работы, вертикальное сельское хозяйство позволит удовлетворить спрос на продукты питания, который значительно возрастет к середине-концу столетия. Благодаря вертикальным установкам можно будет повысить урожайность пшеницы в сотни раз, использовать повторно воду для полива и не зависеть от погоды.

6 июля
5 минут
Мария Азарова

Ученые, работающие с крупнейшим в мире радиотелескопом, сообщили об обнаружении эмиссии нейтрального водорода, исходящей от объектов за пределами нашей Галактики.

22 июля
66 минут
Александр Березин

С 2064 года численность людей начнет сокращаться — и этот процесс может быть необратим. Один из авторов соответствующей научной работы прямо указывает: если ничего не изменится, через несколько веков человечество вымрет. Однако есть вещи и похуже вымирания. Куда вероятнее иной сценарий: мир будет заселен теми, кто сможет размножаться в новых культурных условиях. К сожалению, значительная часть современных европейцев, американцев и, возможно, других народов будут вытеснены с первых страниц истории. Вдобавок те, кто победят в этой непростой борьбе, нам, сегодняшнему населению Земли, могут сильно не понравиться. Попробуем разобраться почему.

10 июля
7 минут
Мария Кривоченко

Биологи выяснили, какое воздействие оказывают радиоволны на эмбрионы рыб. Оказалось, они существенно не влияют на уровень смертности, морфологию и реакцию на свет, но немного подавляют сенсомоторные функции. Как это скажется на взрослых особях, еще предстоит выяснить.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: