该气囊是蛀牙的有机体中永久的空气。这些囊在骨骼中的存在被称为气动,其在骨骼发育过程中的形成过程被称为气化。
这些囊在生物体内的分布是相对变化的。它们可以存在于骨骼(骨骼的气动性)中,例如头骨,椎骨,肋骨,胸骨等。它们也作为许多动物呼吸系统的一部分存在。
霸王龙的头骨。这些动物的颅骨大而融合,但是它们有许多小的空气空间,使它们更轻。摘自AE Anderson并通过Wikimedia Commons编辑。
科学家认为,气囊的发展可以使呈现它们的动物保持平衡或改善平衡,有效地冷却身体并增加气体交换。
这些囊所拥有的生物多样性从鸟类和哺乳动物到昆虫。即使到了今天,也知道恐龙的骨骼是充气的,即带有气囊的骨骼。
演化
在目前的动物中,鸟类体内结构最多的是气囊。从进化的角度来看,鸟类是恐龙的后代。
鸟类是从小型食肉恐龙演化而来的。根据在中国和南美发现的化石记录,这些恐龙生活在侏罗纪晚期或以后(约152至1.63亿年前)。
然而,据信目前所有鸟类的祖先都生活在白垩纪晚期或以后(大约72至1亿年前)。在恐龙大规模灭绝后的6500万年中,该祖先幸存下来。
研究员彼得·沃德(Peter Ward)在2006年提出,恐龙中的第一个气囊出现在三叠纪时期(约2.52亿年前)。
这种结构是一种进化特征,使拥有它的生物能够适应这段时期内存在的低水平的氧气。
目前,这种特征在恐龙,鸟类的后代中得以维持。这些囊在其他动物群中的存在可能是由于平行进化或近亲进化的机制所致。
在人类中
另一方面,我们人类有鼻旁窦。这些是位于头部的气腔系统;在额骨,筛骨,蝶骨以及上颌骨中。
在尼安德特人和现代人类中,鼻旁窦的进化方面存在很多争议。不确定什么是起源和进化功能。
关于这些气囊的存在提出的一种假设是对极端寒冷的适应。讨论的话题很多,反对者很多。
原始人和其他脊椎动物中气囊的存在也一直是进化中一个有争议的问题。这些囊在不同的群体中出现和消失,即使在无关的血统中也是如此。
关于脊椎动物的颅骨中存在气化或气隙的各种假设已被提出。在这些假设中,以下几点引人注目:对寒冷的适应,咀嚼力的分散,颅骨减轻和物质的储存。
在哪些动物中发现了气囊?
最早出现气囊的已知生物是恐龙。它们出现在翼龙(飞行恐龙)和蜥蜴人的组中。
后者以翼足类动物(如霸王龙)和蜥脚类动物(如长脖子)为代表。
在目前的动物中,鸟类是体内气囊数量最多的动物。它们存在于所有或大多数鸟类中。
这些结构还存在于骨骼和呼吸系统的一部分中的其他脊椎动物中,例如哺乳动物。
具有气囊或如此命名的结构的其他动物是昆虫。这些节肢动物的呼吸系统有气囊。它们以气管的扩张或扩张形式存在。
特征
在恐龙上
对于恐龙骨骼和非骨骼气囊的功能提出了不同的假设。
这些空间的存在可能表明,在这些生物中,由于囊增加了呼吸能力,因此有助于它们具有较高的代谢活性。
一些作者还提出,气囊可以改善平衡并减少转动惯量。然而,最后一个假设备受争议,因为它不适用于蜥脚类恐龙。
气孔的另一个假设功能是调节体温。覆盖身体的羽毛或飞行活动可能会使身体变暖。
袋子然后将用作散发过多热量的手段。恐龙中存在气动骨骼,使它们的骨骼更轻,并促进了巨大生物形式的进化。
在鸟
在禽类中,非骨性气囊可以看作是会膨胀和收缩的小室。这导致气体流入单独的腔室,类似于肺部发生的情况。
他们还呈现出骨腔。这些空间的存在使鸟类的骨骼更轻。反过来,这使得这些生物大多数都能飞翔。
此外,它还帮助他们建立了高效的呼吸系统,以分配骨骼质量,甚至有人认为它可以使一些鸟类在高空飞行。
鸟类和恐龙中的非骨骼气囊。摘自CNX OpenStax,并通过Wikimedia Commons编辑。
在哺乳动物中
在哺乳动物中,在所谓的鼻旁窦中有气囊。这些是憩室,属于鼻腔。它们含有空气,是头骨的一部分。
关于这些气动结构的功能有几种假设。这些假设包括头骨变轻,热交换和耗散以及用于粘液分泌。
这些功能的研究已经使用动物,例如马,反刍动物,食肉动物,小型宠物(狗和猫),甚至在人类中也进行了。
在昆虫中
昆虫的气囊是具有很大扩张能力的小室。它们与气管相关,其功能是储存空气并促进飞行。
参考文献
- 气囊 解剖学。从britannica.com恢复。
- 骨骼气动。从en.wikipedia.org恢复。
- 鸟类的起源。从evolution.berkeley.edu恢复。
- P.沃德(2006)。凭空出现:恐龙,鸟类和地球的古老大气。国家科学院出版社。
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- 马特·韦德尔:寻找充气恐龙。从ucmp.berkeley.edu恢复
- H.布鲁克斯。(2018)。气化的骨骼可以帮助科学家研究鸟类和恐龙的呼吸变化。从upi.com恢复。
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