LÉGZSÁK: EVOLÚCIÓ, MILYEN ÁLLATOKBAN TALÁLHATÓ, MŰKÖDIK - BIOLÓGIA - 2026

A légzsákok üregek, amelyek állandó levegőt jelentenek az organizmusokban. Ezen zsákok jelenlétét a csontokban pneumaticitásnak nevezzük, és a csontok kialakulásának folyamatát pneumatizációnak nevezzük.

Ezen zsákok eloszlása ​​az organizmusok testében viszonylag változatos. Ezek jelen lehetnek a csontokban (csontváz pneumatitás), például a koponyában, csigolyákban, bordákban, szegycsontban és másokban. Sok állat légzőrendszerének részét képezik.

A Tyrannosaurus rex koponya. Ezeknek az állatoknak masszív, olvasztott koponyacsontjai voltak, ám számtalan kis légtérük volt, amelyek könnyebbé tették őket. Készítette és szerkesztette: AE Anderson, a Wikimedia Commonson keresztül.

A tudósok úgy vélik, hogy a légzsákok kifejlesztése lehetővé teszi, hogy a bemutató állatok megőrizzék vagy javítsák az egyensúlyukat, hatékonyan lehűtsék testüket és fokozza a gázcserét.

Az ezeknek a zsákoknak a szervezeteinek sokfélesége a madaraktól és emlősöktől a rovarokig terjed. Még ma is ismert, hogy a dinoszauruszoknak pneumatikus csontok voltak, vagyis légzsákokkal ellátott csontok.

Evolúció

A jelenlegi állatok közül a madarak a legtöbb szerkezetet tartalmaznak, légzsákokkal a testükben. Evolúciós szempontból a madarak a dinoszauruszok jelenlegi leszármazottai.

A madarakról ismert, hogy kis húsevő dinoszauruszokból fejlődnek ki. Ezek a dinoszauruszok a késő jura-ban vagy később (körülbelül 152-163 millió évvel ezelőtt) éltek, a Kínában és Dél-Amerikában felfedezett fosszilis nyilvántartások szerint.

Úgy gondolják azonban, hogy minden jelenlegi madár őse a késő krétakorban vagy később (kb. 72-100 millió évvel ezelőtt) élt. Ez az őse fennmaradt a következő 65 millió évben, amely a dinoszauruszok tömeges kihalása után telt el.

Peter Ward kutatója 2006-ban azt javasolta, hogy a dinoszauruszokban megjelenjenek az első légzsákok a triász időszakban (kb. 252 millió évvel ezelőtt) élő szervezetekben.

Ez a szerkezet evolúciós jellegű volt, amely lehetővé tette a birtokló szervezetek számára, hogy alkalmazkodjanak az ebben az időszakban létező alacsony oxigénszinthez.

Ez a tulajdonság jelenleg fennmarad a dinoszauruszok, a madarak leszármazottaiban. Ezen zsákok jelenléte más állattani csoportokban a párhuzamos vagy paraphyletikus evolúció mechanizmusának tudható be.

Az emberekben

Másrészt, mi emberek, paranasalis sinusok vannak. Ezek a fejben található üregek rendszere; a frontális, ethmoid, sphenoid csontokban és a felső állkapocsban.

Sok vita folyik a neandertalsi és a modern emberek paranasalis sinusok evolúciós vonatkozásaival kapcsolatban. Nem tudjuk, mi az eredete és az evolúciós funkció.

Ezen légzsákok jelenlétére vonatkozó egyik hipotézis a szélsőséges hideghez való alkalmazkodás. Sokat megvitatott téma és sok levonóval.

A légzsákok jelenléte a hominidekben és más gerincesekben szintén vitatott kérdés az evolúcióban. Ezek a zsákok megjelentek és eltűntek különböző csoportokban, még független vonalban is.

Különféle hipotéziseket fogalmaztak meg a pneumatizáció vagy légtér jelenlétéről a gerinces koponyában. Ezek közül a hipotézisek közül kiemelkedik a következők: alkalmazkodás a hideghez, a rágóerő szétszóródása, koponya-megvilágítás és az anyagok tárolása.

Mely állatokon található légzsák?

Az elsõ ismert organizmusok, amelyek a légzsákokat bemutatták, a dinoszauruszok voltak. Jelen voltak a Ptrosauruszok (Repülő Dinoszauruszok) és a Saurischians csoportjában.

Ez utóbbiakat a pteropodák (mint a Tyrannosaurus rex) és a szauropodák (mint a nagy hosszú nyak) képviselték.

A jelenlegi állatok közül a madarakban vannak a legtöbb légzsák a testben. Az összes madárfajban vagy a legtöbb madárfajban megtalálhatók.

Ezek a struktúrák más gerincesekben, például emlősökben, megtalálhatók a csontokban és a légzőrendszer egy részében is.

Egyéb állatok, amelyek légzsákokkal vagy ilyennek nevezett szerkezetekkel rendelkeznek, rovarok. Ezeknek az ízeltlábúaknak légzőzsákjuk van a légzőrendszer részeként. Ezek a légcső tágulásaként vagy kiterjedéseként fordulnak elő.

Jellemzők

A dinoszauruszokon

Különböző hipotéziseket fogalmaztak meg a váz- és nem vázas légzsákok funkcionalitására vonatkozóan a dinoszauruszokban.

Ezeknek a tereknek a jelenléte azt jelezheti, hogy ezekben a szervezetekben elősegítette számukra a magas metabolikus aktivitást, mivel a zsákok megnövelték a légzőképességet.

Egyes szerzők azt is javasolták, hogy a légzsákok javítsák az egyensúlyt és csökkentsék a forgási tehetetlenséget. Ez az utolsó hipotézis azonban nagyon vitatott, mivel nem vonatkozik olyan csoportokra, mint a szauropodák.

A légüregek másik hipotetikus funkciója a testhőmérséklet szabályozása. A testet borító tollak vagy a repülés tevékenysége melegítheti a testet.

A zsákok ekkor a fölösleges hő elvezetésére szolgálnának. A pneumatikus csontok jelenléte a dinoszauruszokban lehetővé tette számukra könnyebb csontok kialakulását és megkönnyítette az óriás élő formák kialakulását.

Madarakban

Madarakban a nem csontos légzsákok kis kamráknak tekinthetők, amelyek duzzadnak és leereszkednek. Ez a gáz áramlását okozza egy külön kamrában, hasonlóan ahhoz, ami a tüdőben történik.

Csontos légüregeket is mutatnak. Ezeknek a tereknek a jelenléte lehetővé tette a madarak számára, hogy könnyebb csontok legyenek. Ez viszont lehetővé tette ezen szervezetek többségének repülését.

Ezenkívül elősegítette számukra a rendkívül hatékony légzőrendszer kialakulását, a váz tömeg elosztását, sőt azt is feltételezik, hogy egyes madarak számára lehetővé teszi a magas tengerszint feletti repülést.

Nem vázas légzsákok madarakban és dinoszauruszokban. Felvétel és szerkesztés a CNX OpenStax alkalmazásból, a Wikimedia Commonson keresztül.

Emlősökben

Az emlősökben légzsákok vannak az úgynevezett paranasalis sinusokban. Ezek az orrüreg divertikulái. Levegőt tartalmaznak és a koponya csontok részét képezik.

Számos hipotézis van ezeknek a pneumatizált struktúráknak a működésével kapcsolatban. Ezek a hipotézisek magukban foglalják a koponya megvilágítását, hőcserét és disszipációt, valamint a nyálkahártya kiválasztására szolgáló felhasználást.

E funkciók tanulmányozására állatokat, például lovakat, kérődzőket, húsevőket, kicsi háziállatokat (kutyák és macskák) használtak, akár emberekben is.

Rovarokban

A rovarok légi tasakjai nagy kiterjedésű kamrák. Ezek kapcsolódnak a légcsőhöz és funkciójuk a levegő tárolása és a repülés megkönnyítése.

Irodalom

1. Légzsák. Anatómia. Helyreállítva a britannica.com webhelyről.
2. A csontváz pneumaticitása. Helyreállítva az en.wikipedia.org webhelyről.
3. A madarak eredete. Helyreállítva az evolution.berkeley.edu oldalról.
4. P. Ward (2006). Nincs vékony levegő: Dinoszauruszok, madarak és a föld ősi légköre. National Academies Press.
5. V. Dressino és SG Lamas (2014). Ellentmondások a paranasalis sinus evolúciós szerepéről az emberekben és a neandertálisokban, mint az alkalmazkodás a szélsőséges hideghez. Ludus Vitalis.
6. Matt Wedel: A felfújható dinoszaurusz vadászata. Helyreállítva az ucmp.berkeley.edu webhelyről
7. H. Brooks. (2018). Pneumatizált csontok segítenek a tudósoknak megvizsgálni a madarak és a dinoszauruszok légzésének alakulását. Helyreállítva a upi.com webhelyről.
8. R. Zárate, Navarrete M., Sato A., Díaz D., W. Huanca (2015). Az alpaka paranazális sinusának anatómiai leírása (Vicugna pacos). A perui állatorvosi kutatási lap.