Gušteri su otkrili dvostruki dah

Nepotrebno je reći da sisavci dišu drugačije: jedni žive u vodi, drugi žive na kopnu, a iako je svima potreban kisik, dišni sustav ovih stvorenja prilagođen je odgovarajućem staništu.

Ali ako usporedimo životinje i koje žive od kisika iz zraka, onda ćemo ovdje pronaći da ptice dišu drugačije od životinja (iako razlike nisu tako velike kao kod riba). I ptice i sisavci imaju pluća i čini se da bi se disanje trebalo odvijati prema dobro poznatom obrascu: udahnite svježi zrak - zasitite krv kisikom - izdahnite iskorišteni zrak. Međutim, kod ptica je krv zasićena kisikom i tijekom udisaja i izdisaja - zbog zračnih vrećica povezanih s bronhima i ispunjenih zrakom kada se udiše. U tim zračnim vrećicama zrak se pohranjuje do izdisaja, a zatim se vraća istim putem, kroz pluća, gdje daje kisik krvi. Ova metoda disanja naziva se dvostruka, a pojavila se kod ptica kako ne bi doživjele gladovanje kisikom tijekom leta.

Naravno, biologe je oduvijek zanimalo kako su ptice dobile takav dah - jesu li ga naslijedile od svojih predaka ili je to kasnija akvizicija koja je bila potrebna za letove. Godine 2010. Colleen Farmer i njezini kolege sa Sveučilišta Utah (SAD) pronašli su nešto slično kod aligatora i drugih krokodila. Odnosno, možda je ova sposobnost pronađena i kod starijih gmazova. Međutim, pluća krokodila donekle podsjećaju na pluća ptica, pa bi se prisutnost njihovog "trajnog" disanja u nekom smislu mogla predvidjeti.

No, u svom novom članku, koji se pojavio u Natureu, znanstvenici pišu da afrički stepski gušteri (Varanus exanthematicus) također koriste dvostruko disanje. Ovo ne bi bila takva vijest da nije jedne činjenice: pluća guštera prilagođena su najčešćem isprekidanom disanju. Ali to je samo na prvi pogled: uz pomoć računalne tomografije bilo je moguće otkriti da se pluća guštera sastoje od velike komore, iz koje se protežu manje i izdužene šupljine, smještene paralelno jedna s drugom. Broj takvih komora može doseći 11, a povezane su posebnim rupama koje omogućuju prolaz zraka samo u jednom smjeru.

Nakon što su pluća napunili vodom s posebnim česticama čije se kretanje moglo promatrati, biolozi su vidjeli da se tekućina u velikoj komori kreće naprijed-natrag, au malim izduženim zapravo se kreće samo u jednom smjeru. Rezultati su potvrđeni kada su posebni senzori implantirani u nekoliko živih gmazova koji su pratili protok zraka u plućima.

Zahvaljujući ovom sustavu komora s jednosmjernim strujanjem zraka, pluća guštera mogu bez prekida unositi kisik za izdisaj - iako se u ovom slučaju to postiže drugačijim anatomskim trikom nego kod ptica. Činjenica da je kod guštera pronađeno dvostruko disanje ukazuje na drevnost ovog fenomena: čak su i preci modernih zmija i guštera, da ne spominjemo ptice, mogli koristiti takvo disanje. Možda su ptice doista naslijedile princip dvostrukog disanja od svojih predaka gmazova - međutim, ne može se isključiti da bi se ta "vještina" mogla pojaviti samostalno u različitim skupinama životinja.

“Čini se da je takav sustav disanja mnogo češći i da ga je priroda izmislila mnogo ranije nego što smo mislili. Sada znamo da to nije jedinstveno za ptice i da sve naše ideje o ulozi i evoluciji “protočnog” respiratornog sustava nisu istinite”, rekla je Colleen Farmer.

U budućnosti će autori rada pobliže pogledati druge skupine gmazova u nadi da će pronaći znakove dvostrukog disanja, ili barem da su ga imali u prošlosti. Činjenica da ništa slično nije pronađeno kod običnih guštera, primjerice, nije zasmetala znanstvenicima: po njima je ovaj fenomen općenito teško primijetiti ako se na njega posebno ne usredotočite, a slučaj guštera je dobar primjer ovoga.

Što se tiče zašto je drevnim gmazovima trebalo takvo disanje, autori rada to objašnjavaju na sljedeći način. U to vrijeme na Zemlji nije bilo toliko kisika (u ranom trijasu - 12% zraka, a sada - 21%). A da bi se normalno kretali, lovili itd.d., drevni gmazovi morali su nekako poboljšati način na koji proizvode kisik. Što su učinili. I općenito, moguće je da je poznati procvat gmazova na Zemlji počeo zahvaljujući ovom posebnom načinu disanja...