20.05.2020
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.
Вчера, 18:54
Мария Азарова

Ученые получили снимок планеты 2M0437b, которая сформировалась не более пяти миллионов лет назад и до сих пор остается чрезвычайно горячей.

22 октября
Александр Березин

Повелители тундростепей Евразийского континента, оказывается, вовсе не вымерли с концом ледникового периода. Вопреки тому, что считалось ранее, они выжили — как минимум на Таймыре и как минимум до 1900 года до нашей эры. А это на много веков позже постройки пирамиды Хеопса. Получается, человек не привел мамонта к вымиранию? Или, напротив, нашел затерянные на Таймыре остатки вида и уничтожил их совсем недавно? Это сложный вопрос, от которого зависит ответ на другой: могут ли слоны заселить Север России и в наши дни?

22 октября
Ольга Иванова

Отечественная палеонтология похожа на старушку-пенсионерку. Она собирает старье, ей вечно не хватает денег, но судьба ее мало кого волнует. Особенно государство и большой бизнес. Naked Science рассказывает, как семья из Крыма пытается спасти уникальный палеонтологический музей, в Благовещенске кости динозавров мокнут под дождем, а в Сибири мамонтов давят бульдозерами.

19 октября
Илья Ведмеденко

В КНР испытали монолитный твердотопливный ракетный двигатель, имеющий самую большую тягу в мире. Разработка изделия важна для создания ракет тяжелого класса.

22 октября
Александр Березин

Повелители тундростепей Евразийского континента, оказывается, вовсе не вымерли с концом ледникового периода. Вопреки тому, что считалось ранее, они выжили — как минимум на Таймыре и как минимум до 1900 года до нашей эры. А это на много веков позже постройки пирамиды Хеопса. Получается, человек не привел мамонта к вымиранию? Или, напротив, нашел затерянные на Таймыре остатки вида и уничтожил их совсем недавно? Это сложный вопрос, от которого зависит ответ на другой: могут ли слоны заселить Север России и в наши дни?

22 октября
Алиса Гаджиева

Археологи обнаружили доказательства того, что доисторическое строение возрастом в 11 тысяч лет использовали для церемониальных действий, а потом преднамеренно засыпали землей.

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

27 сентября
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: