PaleoNews

Одна из интригующих загадок, связанных с первыми поднявшимися в воздух позвоночными – крылатыми ящерами птерозаврами – касается их способа дыхания. Американские палеонтологи попытались выяснить, как работали легкие птерозавров и что им для этого требовалось.

 

Современные птицы, признанные властелины воздуха, располагают дыхательной системой, отлично приспособленной к интенсивному метаболизму и, следовательно, высокому темпу газообмена. Подвижная грудина и проникающие в кости легочные мешки снабжают птичий организм количеством кислорода, вполне достаточным для активной работы мышц в полете. При этом расширяющаяся и сжимающаяся подобно кузнечным мехам грудная клетка непрерывно накачивает воздух в легкие.

Ряд ученых сегодня полагает, что аналогичным образом дышали и птерозавры, однако на самом деле к ним подобная модель неприменима. В борьбе за максимальное облегчение своего организма-планера птерозавры отказались от большинства крупных мышц, а последовавшие потери прочности конструкции компенсировали сильным окостенением скелета. У ряда летающих ящеров, особенно крупных, спинные позвонки и ребра вообще слиты воедино, образуя так называемый синторакс. Жесткость этой конструкции у некоторых видов дополнительно повышает плотная сетка из минерализованных сухожилий. В итоге относительно небольшое тело ящера надежно связывает гигантские крылья, размах которых достигал 10 метров. Но при этом совершать дыхательные движения за счет грудной клетки птерозавры уже не в состоянии.

Как же, в таком случае, воздух попадал в их легкие? В том, что этот орган активно использовался, палеонтологи уверены, ведь у птерозавров, так же, как и у птиц, имеются дополнительные легочные мешки, увеличивающие объем легких. А наращивать мощности столь энергоемкого органа животные будут только при действительно серьезной необходимости.

По мнению Николаса Гейста из университета Сонома, чтобы понять, как дышали птерозавры, нужно взглянуть на их родственников-крокодилов. Их родственные связи куда ближе, чем может показаться на первый взгляд – ведь и те, и другие внутри класса рептилий входят в состав одной группы архозавров. А дыхание крокодилов устроено довольно своеобразно: обладая такой же неподвижной грудной клеткой, как и птерозавры, они приспособились использовать для изменения объема легких движения печени.

На вдохе специальные мышцы утягивают печень крокодила в направлении хвоста, словно поршень шприца, набирающего лекарство. Создающееся позади легких при этом разрежение расправляет легкие и засасывает в них воздух. Затем мышцы расслабляются, печень возвращается на место, и как плунжер выдавливает отработанные газы наружу. По всей вероятности, уверены Гейст и его соавторы, примерно то же самое происходило и у птерозавров. Сохранившие подвижность брюшные ребра (гастралии) и предлобковая кость вместе с двигавшимися подобно насосу внутренностями обеспечивали летающим ящерам необходимое количество кислорода.

Изобретение такого насоса должно было произойти еще у ранних птерозавров типа юрских Rhamphorynchus, отмечают исследователи. И именно оно стало тем секретным оружием, которое позволило птерозаврам до сих пор оставаться крупнейшими в истории летающими животными.


Статья Breathing in a box: Constraints on lung ventilation in giant pterosaurs опубликована журналом The Anatomical Records

Doi: 10.1002/ar.22839