Вараны оказались обладателями «птичьего» дыхания

Компьютерная томограмма (вверху) и схема (внизу) легких варанов. Стрелками показано движение воздуха.
Изображение: Emma Schachner, University of Utah

Ученые из Гарвардской медицинской школы и Университета Юта обнаружили, что вараны обладают типом дыхания, который ранее считался исключительным признаком птиц и их близких родственников. Исследование опубликовано в журнале Nature, кратко о нем можно прочитать на сайте издания.

В работе речь идет об однонаправленном типе дыхания, при котором воздух не только входит и выходит из легкого по трахее и бронхам, но и циркулирует внутри по определенной траектории. При этом между отдельными воздушными мешками имеются специальные прободающие отверстия, которые выступают в роли «ниппелей» и пропускают воздух только в одну сторону, в обход бронхов.

Обнаружить циркуляцию воздуха в легких варанов Varanus exanthematicus удалось с помощью компьютерной томографии и воспроизведения процесса на препаратах (ученые наблюдали за движением взвеси микрочастиц). Кроме того, для проверки первоначальных данных авторы имплантировали нескольким животным датчики потока прямо в легкие. В результате, ученые доказали, что вараны действительно обладают однонаправленным дыханием.

Впервые такой тип газообмена в легких был обнаружен у птиц и долгое время считался их отличительным признаком. Поскольку циркуляция позволяет существенно повысить долю извлеченного кислорода из данного объема воздуха, биологи полагали, что птицы приобрели такой тип дыхания в качестве приспособления к полету. Недавно было показано, что однонаправленное дыхание встречается и у крокодилов, и, следовательно появилось существенно раньше времени отделения птиц.

Открытие «птичьего» дыхания у варанов позволяет отодвинуть дату его возникновения еще дальше — до 250 миллионов лет назад. Впрочем, сперва ученым придется исключить сценарий конвергентной эволюции, согласно которому разные группы рептилий приобрели этот признак независимо. Для этого биологам придется воспроизвести подобные исследования на других пресмыкающихся, прежде всего гаттериях, — одних из самых «примитивных» рептилий.