Păsările respiră foarte eficient

Toate animalele trebuie să respire pentru a schimba oxigenul care intră cu gazele reziduale care ies, cum ar fi dioxidul de carbon. Priviți minunata animație de mai jos, realizată de ilustratoarea Eleanor Lutz, despre respirația la oameni.

Omul și alte mamifere aspiră aerul în corpul lor prin coborârea unui mușchi aflat chiar sub plămâni, numit diafragmă. Atunci când diafragma se ridică în sus, aerul este comprimat înapoi afară. Oamenii de știință numesc acest schimb fluxul mareelor, deoarece aerul pur și simplu intră și iese din plămâni, precum mareele marine. Respirația în acest fel înseamnă că aerul vechi care iese se amestecă cu aerul nou care intră – ceea ce nu este cel mai eficient mod de a introduce oxigenul în organism.

Nu toate animalele respiră la fel, totuși.

Păsările, de exemplu, evită problema amestecului deplasând aerul prin plămâni într-o singură direcție prin intermediul unei serii de 7 până la 9 saci de aer, conectați prin tuburi buclucașe. Păsările iau oxigen în țesuturile corpului lor atunci când inspiră și când expiră. Astfel, pentru fiecare respirație a unei păsări, oamenii ar trebui să ia două. Acest lucru face ca păsările să fie super-eficiente în respirație. Uimitor!

Când o pasăre inspiră, sacii de aer se umflă și aerul bogat în oxigen din exterior este aspirat în corp, în timp ce aerul rezidual este extras din plămâni. Când o pasăre expiră, sacii de aer se dezumflă și aerul bogat în oxigen din sacii de aer din spate este comprimat în plămâni, în timp ce aerul rezidual este expulzat din corp de către sacii de aer din față. Pare complicat (și este).

Cercetarea publicată în ultimul an a arătat că și reptilele sunt capabile de acest tip de respirație unidirecțională. Deși s-ar putea ca acest lucru să nu fie un șoc uriaș pentru dumneavoastră sau pentru mine, cercetătorii din domeniul plămânilor au fost foarte surprinși! Când li s-a spus, au reacționat spunând lucruri precum „absolut transformațional”, „cu adevărat șocant” și „pur și simplu ridicol… într-un mod bun”. Acești oameni de știință au presupus că respirația unidirecțională era specifică păsărilor și că a evoluat relativ recent. Dovezile că reptilele ar putea împărtăși această particularitate au spulberat această presupunere și au ridicat întrebări cu privire la evoluția respirației unidirecționale. Este posibil ca respirația unidirecțională să existe de sute de milioane de ani!

Până acum, oamenii de știință au presupus că respirația unidirecțională necesita saci de aer, astfel că, dacă un animal nu poseda saci de aer, se presupunea că animalul nu era un respirator unidirecțional. Ei au căutat peste tot saci de aer. Le-au căutat la strămoșii direcți ai păsărilor moderne – dinozaurii. Și s-au uitat și la rudele lor mai îndepărtate – crocodili, șopârle și alte reptile. Nefiind găsit nimic, au concluzionat că sacii de aer ai păsărilor sunt complet unici în cadrul regnului animal.

Cercetătorul Colleen Farmer, totuși, nu credea că animalele au nevoie de saci de aer pentru respirația unidirecțională, deloc. Pentru a dovedi acest lucru, ea a decis să urmărească în mod direct modul în care aerul se deplasa prin trei specii de reptile vii și care respiră: iguane, șopârle monitor și aligatori. După o mulțime de încercări și erori, Farmer a dat peste o combinație câștigătoare: ceața teatrală Froggy’s Swamp Juice și un endoscop. Cu aceste instrumente, Farmer a urmărit cum ceața se deplasa într-o singură direcție prin corpul fiecărei reptile. Ea a dovedit că sacii de aer nu sunt necesari pentru o respirație unidirecțională. Tot ceea ce este necesar, se pare, sunt niște tuburi înclinate inteligent.

Constatările lui Farmer ridică atât de multe întrebări, cum ar fi: ce avantaj au reptilele dacă respiră ca păsările?

Păsările au sângele cald și trăiesc un stil de viață acrobatic și plin de energie. Este logic, așadar, ca ele să aibă un sistem de respirație adaptat pentru a-și maximiza absorbția de oxigen pentru a-și alimenta metabolismul rapid. Reptilele, pe de altă parte, au sânge rece și un metabolism lent. Farmer crede că acestea trebuie să își maximizeze absorbția de oxigen la fiecare respirație pentru a economisi energie în general. Multe reptile își petrec mare parte din viață stând foarte mult timp nemișcate, așteptând hrana. Ele trebuie să folosească toate trucurile din carte pentru a-și conserva energia în această perioadă.

.