Pod koniec kredy dziwaczny dinozaur wędrował po brzegach argentyńskiego Rio Colorado. Dziesięciometrowy drapieżnik miał „pneumatyczne” kości, a worki powietrzne, które teraz mają tylko ptaki, pomagały oddychać. Najwyraźniej natura kontynuowała eksperymenty ze strukturą kości i układu oddechowego na gałęziach ewolucji, równolegle do ptaków
Lekkie i powietrzne worki Arosteon // Todd Marshall / Project Exploration
Skamieniałe kości dinozaurów w naszych czasach już nikogo nie zaskakują, a magazyny i zbiory większości muzeów pozwalają na prowadzenie badań paleontologicznych bez wychodzenia z domu. Teraz naukowcy skupili się na analizie tylko najbardziej unikalnych próbek, a szczególnie interesujące są albo gigantyczne drapieżniki, zawsze wywołujące prawdziwy strach i atrakcyjność publiczności, albo formy przejściowe i pośrednie, których szczegółowa analiza pozostałości jest najlepszym sposobem na zdobycie szacunku specjalistów.
Paul Sereno i jego koledzy z Ameryki Południowej i Północnej postanowili upiec dwie pieczenie na jednym ogniu, a dinozaur, który stał się obiektem ich badań, zmarł całkowicie w późnej kredzie.
Opisywany przez nich Aerosteon riocoloradensis, czyli arosteon Rio-Colorado, miał worki powietrzne - unikalną cechę charakterystyczną tylko dla ptaków naszych czasów.
Dzięki rybom krzyżowo-żebrowym wszystkie kręgowce lądowe posiadają płuca - tkankę gąbczastą nasyconą naczyniami krwionośnymi, której główną rolą jest intensywna wymiana gazów, przede wszystkim tlenu i dwutlenku węgla.
Naturalnie potrzeby organizmu i intensywność wymiany gazowej zależą bezpośrednio od tempa przemiany materii, stąd budowa tego właśnie płuca. Na przykład ropuchy i żaby, które tylko sporadycznie decydują się na krótkie kąpiele, zadowolą się prostym workiem z nielicznymi przegrodami, a powierzchnia płuc u osoby dorosłej z powodu pęcherzyków jest 35 razy większa niż powierzchnia całego ciała. W dużej mierze dzięki tym 70 metrom kwadratowym możemy pozwolić sobie na maratońskie dystanse i intensywną aktywność mózgu.
Poduszki powietrzne
Są to ubytki połączone z drogami oddechowymi lub przełykiem, zdolne do wypełnienia powietrzem, ale nie spełniające funkcji wymiany gazowej u większości kręgowców. U płazów bezogonowych są to sparowane lub niesparowane wyrostki w tylnej części jamy ustnej, zwane woreczkami głosowymi. Gady (niektóre żółwie, jaszczurki) mają ślepe wyrostki w płucach.
Ptaki mają 5 par worków: brzusznych, rozciągających się od głównych oskrzeli i umieszczonych między narządami jamy brzusznej; pozostałe 4 pary to pozapłucne wypustki oskrzeli wtórnych: szyjki macicy, leżące wzdłuż przełyku; obojczykowy, często łączący się w jeden międzyobojczykowy; przednia klatka piersiowa - po brzusznej stronie klatki piersiowej; tylne klatki piersiowej - po stronie grzbietowej.
Główną funkcją tych worków u ptaków jest zasysanie powietrza przez płuca, zwłaszcza podczas lotu, a także termoregulacja organizmu oraz zmiana ciężaru właściwego ptaków podczas pływania i nurkowania. Wiele kości szkieletu ptaków (uda, łopatki, mostek itp.) Ma ubytki wypełnione wyrostkami worków. Ptaki mają również worki niezwiązane z oskrzelami; wyrostki tych worków gardłowo-nosowych u niektórych ptaków wnikają do kości czaszki, pod skórę i do kończyn przednich.
U ssaków występuje również kilka rodzajów worków powietrznych: 1) powstające jako sparowane wyrostki błony śluzowej trąbki Eustachiusza (u koni, osłów, zebry) i zlokalizowane na szyi w regionie Atlantydy; 2) sparowane i niesparowane formacje, które powstają w krtani i służą do wzmocnienia dźwięku (woreczki głosowe); 3) rozciągający się od tylnego poszerzonego końca tchawicy (u fok pasiastych samców) lub od przełyku (u samców morsów) służy do zmiany ciężaru właściwego ciała; 4) w kaszalocie ślepą torbę o pojemności do 1 m 3, która otwiera się do dmuchawki, skąd zasysa powietrze przed nurkowaniem.
Ale ptasie płuca nie wystarczały, więc dostały poduszki powietrzne - specjalne pojemniki umieszczone za płucami i pozwalające im oddychać nie tylko przy wdechu, ale i wydechu.
I w przeciwieństwie do wszystkich innych zwierząt lądowych, tkanki płucne ptaków same nie „oddychają” - w tym sensie, że nie rozszerzają się ani nie kurczą: różnica ciśnień potrzebnych do wypełnienia i uwolnienia powietrza jest przejmowana przez worki powietrzne. Wypełniają się płucami podczas wdechu, a kiedy ptak wydycha powietrze, „odpadowe” powietrze wydostaje się z płuc i zostaje zastąpione przez „czyste” powietrze z worków. Ponadto te ostatnie są bardzo przydatne do nurkowania, a odpowiednie wgłębienia obok narządów pozwalają szczególnie gorliwym ptakom uniknąć przegrzania.
Film promocyjny:
Podobny „strój” miał dziesięciometrowy drapieżnik, którego szczątki odkryto jeszcze w 1996 roku u wybrzeży argentyńskiego Rio Colorado.
Być może był to sprzęt, który pozwolił izolowanej populacji południowoamerykańskiej przetrwać do późnej kredy, podczas gdy jej najbliższy krewny, allozaur w Ameryce Północnej, oddzielony wówczas oceanem, ucierpiał pod atakiem tyranozaura. Aosteon
opisany w PLos ONE nie cierpiał z powodu naukowców: aby znaleźć worki powietrzne, nie musieli nawet oglądać kości, pracę wykonał za nich tomograf komputerowy.
Podobnie jak u ptaków, szkielet aerostheona, zgodnie z nazwą, okazał się „pneumatyzowany”. Według Sereno ubytki w kościach potwierdzają istnienie worków powietrznych. I chociaż arosteon nie posiadał żadnych kluczowych cech szkieletu ptaka, jak kil czy specjalna klatka piersiowa, miał „widelec”, który ci, którzy lubią życzyć sobie, uwielbiają łamać, a jego płuca pracowały dokładnie tak jak u ptaków.
Trudno sobie wyobrazić, że ten drapieżnik, większy od słonia, miał bardzo lekkie i przewiewne kości.
Ptaki jako klasa pojawiły się wcześniej niż ten okaz padł na brzegach Rio Colorado, ale naukowcy są pewni, że ich odkrycie potwierdza długie wstępne przygotowanie ewolucji do lotu.
Ponadto te wydłużone wnęki w ciele, oprócz oddychania, były bardzo skuteczne w redystrybucji masy ciała u biegaczy dwunożnych i rozpraszaniu ciepła z silnych mięśni. I chociaż trudno jest ocenić subtelną strukturę struktury na podstawie szczątków sprzed 85 milionów lat, Sereno znalazł torby pod skórą swojego podopiecznego, aby ofiara mogła śmiało się poddać na sam widok spuchniętego, a nawet lekko pulsującego, potężnego drapieżnika.