LUFTSÆK: EVOLUTION, HVILKE DYR DET FINDES I, FUNGERER - BIOLOGI - 2025

De luftsække er hulrum permanent luft inden organismer. Tilstedeværelsen af ​​disse sække i knoglerne kaldes pneumatik, og deres dannelsesproces under knogleudvikling kaldes pneumatisering.

Distributionen af ​​disse sække i kroppen af ​​organismer er relativt varieret. De kan være til stede i knogler (knogleliv pneumatik), såsom kraniet, hvirvler, ribben, brystbenet og andre. De er også til stede som en del af åndedrætssystemet hos mange dyr.

Kranium af en Tyrannosaurus-rex. Disse dyr havde massive, smeltede kraniale knogler, men alligevel havde de adskillige små luftrum, hvilket gjorde dem lettere. Taget og redigeret fra AE Anderson, via Wikimedia Commons.

Forskere mener, at udviklingen af ​​luftsække tillader, at dyr, der præsenterer dem, har eller forbedrer balance, effektivt afkøler deres kroppe og øger gasudvekslingen.

Mangfoldigheden af ​​organismer, som disse sække besidder, spænder fra fugle og pattedyr til insekter. Selv i dag vides det, at dinosaurer havde pneumatiske knogler, dvs. knogler med luftsække.

Udvikling

Af de nuværende dyr har fugle det største antal strukturer med luftsække i deres kroppe. Fra et evolutionært synspunkt er fugle de nuværende efterkommere af dinosaurier.

Det er kendt, at fugle udvikler sig fra små kødædende dinosaurier. Disse dinosaurier levede i det sene jura eller senere (for ca. 152 til 163 millioner år siden) ifølge fossile poster opdaget i Kina og Sydamerika.

Imidlertid antages forfæderen til alle nuværende fugle at have levet i det sene kridt eller senere (ca. 72 til 100 millioner år siden). Denne forfader overlevede i de efterfølgende 65 millioner år, der gik efter masseudryddelsen af ​​dinosaurerne.

Forsker Peter Ward foreslog i 2006, at de første luftsække i dinosaurier optrådte i organismer, der levede i triasperioden (ca. 252 millioner år siden).

Denne struktur var en evolutionær karakter, der gjorde det muligt for organismer, der havde den, at tilpasse sig de lave niveauer af ilt, der eksisterede i denne periode.

Denne egenskab opretholdes i øjeblikket hos efterkommere af dinosaurer, fugle. Tilstedeværelsen af ​​disse sække i andre zoologiske grupper kan skyldes en mekanisme for parallel eller paraphyletisk udvikling.

Hos mennesker

På den anden side har vi mennesker paranasale bihuler. Disse er et system med lufthulrum placeret i hovedet; i knoglerne i frontal, etmoid, sphenoid og i overkæben.

Der er meget kontrovers om de evolutionære aspekter af paranasale bihuler i neandertalere og moderne mennesker. Det vides ikke med sikkerhed, hvad der er oprindelses- og evolutionsfunktionen.

En af de foreslåede hypoteser om tilstedeværelsen af ​​disse luftsække er tilpasning til ekstrem kulde. Meget diskuteret emne og med mange krænkere.

Tilstedeværelsen af ​​luftsække i hominider og andre hvirveldyr har også været et kontroversielt spørgsmål i udviklingen. Disse sække er vist og forsvandt i forskellige grupper, selv i ikke-beslægtede afstamninger.

Forskellige hypoteser er blevet foreslået om tilstedeværelsen af ​​pneumatisering eller luftrum i skallen hos hvirveldyrene. Disse hypoteser inkluderer: tilpasning til kulde, spredning af tyggekraft, kraniel oplysning og opbevaring af stoffer.

I hvilke dyr findes luftsække?

De første kendte organismer til at præsentere luftsække var dinosaurer. De var til stede i gruppen af ​​Ptrosaurer (Flying Dinosaurs) og Saurischians.

Sidstnævnte blev repræsenteret af Pteropods (som Tyrannosaurus rex) og Sauropods (som de store lange halse).

Af de nuværende dyr er det fugle, der har det største antal luftsække inde i kroppen. De findes i alle eller de fleste fuglearter.

Disse strukturer findes også i andre hvirveldyr, såsom pattedyr, både i knoglerne og i en del af luftvejene.

Andre dyr, der har luftsække eller strukturer, der er navngivet som sådan, er insekter. Disse leddyr har luftsække som en del af deres åndedrætssystem. De er til stede som udvidelser eller udvidelser af luftrørene.

Funktioner

På dinosaurer

Der er fremsat forskellige hypoteser om funktionaliteten af ​​skelet- og ikke-skeletluftsække i dinosaurier.

Tilstedeværelsen af ​​disse rum kunne indikere, at det i disse organismer hjalp dem med at have en høj metabolisk aktivitet, da sækkerne øgede luftvejskapaciteten.

Nogle forfattere foreslår også, at luftsækkene tjente til at forbedre balancen og reducere roterende inerti. Denne sidste hypotese er imidlertid meget omtvistet, da den ikke finder anvendelse i grupper som Sauropods.

En anden hypotetisk funktion af lufthulrum er at regulere kropstemperatur. Tilstedeværelsen af ​​fjer, der dækker kroppen, eller flyvningsaktiviteten, kan varme kroppen op.

Poserne ville derefter fungere som et middel til at sprede overskydende varme. Tilstedeværelsen af ​​pneumatiske knogler i dinosaurier gjorde det muligt for dem at have lettere knogler og letter udviklingen af ​​gigantiske levende former.

Hos fugle

Hos fugle kan ikke-benede luftsække ses som små kamre, der kvælder og tømmes. Dette medfører en strøm af gas ind i et separat kammer, analogt med hvad der sker i lungerne.

De præsenterer også benede lufthulrum. Tilstedeværelsen af ​​disse rum tillader fuglene at have lettere knogler. Dette til gengæld lod de fleste af disse organismer flyve.

Derudover hjalp det dem med at have yderst effektive åndedrætssystemer, at distribuere skeletmasse, og det antages endda, at det tillader nogle fugle at flyve i høj højde.

Ikke-skeletale luftsække i fugle og dinosaurer. Taget og redigeret fra CNX OpenStax, via Wikimedia Commons.

Hos pattedyr

Hos pattedyr er der luftsække i de såkaldte paranasale bihuler. Disse er divertikula, der hører til næsehulen. De indeholder luft og er en del af knoglerne i kraniet.

Der er adskillige hypoteser om funktionerne i disse pneumatiserede strukturer. Disse hypoteser inkluderer lysning af kraniet, varmeudveksling og spredning og anvendelse til slimudskillelse.

Undersøgelsen af ​​disse funktioner er blevet udført ved hjælp af dyr som heste, drøvtyggere, rovdyr, små kæledyr (hunde og katte), selv hos mennesker.

Hos insekter

Luftsækken af ​​insekter er kamre med stor ekspansionskapacitet. De er forbundet med luftrørene, og deres funktion er at opbevare luft og lette flyvningen.

Referencer

1. Luftsæk. Anatomi. Gendannes fra britannica.com.
2. Skeletal pneumatik. Gendannet fra en.wikipedia.org.
3. Fuglenes oprindelse. Gendannes fra evolution.berkeley.edu.
4. P. Ward (2006). Ude af tynd luft: Dinosaurer, fugle og jordens gamle atmosfære. National Academies Press.
5. V. Dressino & SG Lamas (2014). Kontroverser om paranasal sinus evolutionære rolle Pneumatisering hos mennesker og neandertaler som en tilpasning til ekstrem kulde. Ludus Vitalis.
6. Matt Wedel: Jagt på den oppustelige dinosaur. Gendannes fra ucmp.berkeley.edu
7. H. Brooks. (2018). Pneumatiserede knogler hjælper forskere med at studere udviklingen af ​​vejrtrækning hos fugle og dinsoaurer. Gendannes fra upi.com.
8. R. Zárate, M. Navarrete, A. Sato, D. Díaz, W. Huanca (2015). Anatomisk beskrivelse af alpacas paranasale bihuler (Vicugna pacos). Journal of Veterinary Research of Peru.