GAISA MAISS: EVOLŪCIJA, KĀDI DZĪVNIEKI TAJĀ ATRODAMI, FUNKCIJAS - BIOLOĢIJA - 2025

Par gaisa maisi ir dobumi pastāvīga gaisa laikā organismiem. Šo maisu klātbūtni kaulos sauc par pneimatiskumu, un to veidošanās procesu kaulu attīstības laikā sauc par pneimatizāciju.

Šo maisu sadalījums organismu ķermenī ir samērā atšķirīgs. Tās var atrasties kaulos (skeleta pneimatiskums), piemēram, galvaskausa, skriemeļu, ribu, krūšu kaula un citās. Tie ir arī daudzu dzīvnieku elpošanas sistēmas sastāvdaļa.

Tyrannosaurus, rex, galvaskauss. Šiem dzīvniekiem bija masīvi, sapludināti galvaskausi, tomēr viņiem bija daudz mazu gaisa telpu, kas tos padarīja gaišākus. Uzņemts un rediģēts no AE Anderson, izmantojot Wikimedia Commons.

Zinātnieki uzskata, ka gaisa maisiņu izstrāde ļauj dzīvniekiem, kas tos uzrāda, saglabāt vai uzlabot līdzsvaru, efektīvi atdzesēt ķermeni un palielināt gāzes apmaiņu.

Šo maisu organismu daudzveidība svārstās no putniem un zīdītājiem līdz kukaiņiem. Pat šodien ir zināms, ka dinozauriem bija pneimatiski kauli, tas ir, kauli ar gaisa maisiņiem.

Evolūcija

No pašreizējiem dzīvniekiem putniem ir vislielākais to struktūru skaits, kuru ķermenī ir gaisa maisiņi. No evolūcijas viedokļa putni ir pašreizējie dinozauru pēcteči.

Ir zināms, ka putni attīstās no maziem gaļēdāju dinozauriem. Saskaņā ar Ķīnā un Dienvidamerikā atklātajiem fosiliju ierakstiem šie dinozauri dzīvoja vēlīnā Jurassic vai vēlāk (apmēram pirms 152 līdz 163 miljoniem gadu).

Tomēr tiek uzskatīts, ka visu pašreizējo putnu sencis ir dzīvojis vēlu krīta vai vēlāk (apmēram pirms 72 līdz 100 miljoniem gadu). Šis sencis izdzīvoja nākamajos 65 miljonos gadu, kas pagāja pēc dinozauru masveida izmiršanas.

Pētnieks Pīters Vards 2006. gadā ierosināja, ka pirmie gaisa maisiņi dinozauros parādījās organismos, kuri dzīvoja triasa periodā (pirms apmēram 252 miljoniem gadu).

Šī struktūra bija evolucionārs raksturs, kas ļāva organismiem, kuri to valdīja, pielāgoties zemajam skābekļa līmenim, kas pastāvēja šajā periodā.

Šī īpašība pašlaik tiek uzturēta dinozauru, putnu pēcnācējos. Šo maisu klātbūtne citās zooloģiskajās grupās var būt saistīta ar paralēlas vai parafiletiskas evolūcijas mehānismu.

Cilvēkiem

No otras puses, mums, cilvēkiem, ir paranasālas deguna blakusdobumi. Tās ir gaisa dobumu sistēma, kas atrodas galvā; frontālajā, ethmoid, sphenoid kaulos un augšējā žoklī.

Par paranasālo deguna blakusdobumu evolūcijas aspektiem neandertāliešiem un mūsdienu cilvēkiem ir daudz diskusiju. Nav droši zināms, kāda ir izcelsme un evolūcijas funkcija.

Viena no izvirzītajām hipotēzēm par šo gaisa maisu klātbūtni ir pielāgošanās ārkārtējam aukstumam. Daudz apspriesta tēma un ar daudziem detractoriem.

Gaisa paciņu klātbūtne hominīdos un citos mugurkaulniekos ir arī diskutabls jautājums evolūcijā. Šie maisiņi ir parādījušies un pazuduši dažādās grupās, pat nesaistītās ciltsrakstos.

Ir ierosinātas dažādas hipotēzes par pneimatizācijas vai gaisa telpu klātbūtni mugurkaulnieku galvaskausā. Starp šīm hipotēzēm izceļas: adaptācija aukstumam, košļājamā spēka izkliedēšana, galvaskausa apgaismojums un vielu uzglabāšana.

Kuros dzīvniekos ir atrasti gaisa maisi?

Pirmie zināmie organismi, kas parādīja gaisa maisiņus, bija dinozauri. Viņi bija klāt ptrozauru (lidojošo dinozauru) un saurišču grupā.

Pēdējos pārstāvēja pteropodi (piemēram, Tyrannosaurus rex) un sauropodi (piemēram, lielie garie kakli).

No pašreizējiem dzīvniekiem putni ir tie, kuriem ķermenī ir vislielākais gaisa maisu skaits. Tie ir sastopami visās vai lielākajā daļā putnu sugu.

Šīs struktūras ir atrodamas arī citos mugurkaulniekos, piemēram, zīdītājos, gan kaulos, gan elpošanas sistēmas daļās.

Citi dzīvnieki, kuriem ir gaisa maisiņi vai struktūras, kas par tādām nosaukti, ir kukaiņi. Šiem posmkājiem elpošanas sistēmā ir gaisa maisiņi. Tās notiek kā trahejas paplašināšanās vai paplašināšanās.

Iespējas

Uz dinozauriem

Ir izvirzītas dažādas hipotēzes par skeleta un bez skeleta gaisa maisu funkcionalitāti dinozauros.

Šo vietu klātbūtne varētu norādīt, ka šajos organismos tas viņiem palīdzēja ar augstu metabolisma aktivitāti, jo maisiņi palielināja elpošanas spēju.

Daži autori arī ierosina, ka gaisa maisiņi kalpoja, lai uzlabotu līdzsvaru un samazinātu rotācijas inerci. Tomēr šī pēdējā hipotēze ir ļoti apstrīdēta, jo tā nav piemērojama tādās grupās kā sauropodi.

Vēl viena hipotētiska gaisa dobumu funkcija ir ķermeņa temperatūras regulēšana. Ķermeni var sasildīt spalvu klātbūtne vai lidojuma aktivitātes.

Pēc tam maisiņi darbosies kā pārmērīga siltuma izkliedēšanas līdzeklis. Pneimatisko kaulu klātbūtne dinozauros ļāva tiem iegūt gaišākus kaulus un atviegloja milzu dzīvo formu attīstību.

Putnos

Putniem gaisa kaisus, kas nav kaulaini, var uzskatīt par mazām kamerām, kas uzbriest un iztukšo. Tas izraisa gāzes plūsmu atsevišķā kamerā, analogi tam, kas notiek plaušās.

Viņi rada arī kaulainus gaisa dobumus. Šo telpu klātbūtne ļāva putniem iegūt gaišākus kaulus. Tas, savukārt, ļāva lielākajai daļai šo organismu lidot.

Turklāt tas viņiem palīdzēja izveidot ļoti efektīvas elpošanas sistēmas, izplatīt skeleta masu, un pat tiek uzskatīts, ka tas dažiem putniem ļauj lidot lielā augstumā.

Putnu un dinozauru gaisa spilveni, kas nav skeleti. Uzņemts un rediģēts no CNX OpenStax, izmantojot Wikimedia Commons.

Zīdītājiem

Zīdītājiem ir gaisa maisiņi tā saucamajos paranasālajos sinusos. Tie ir divertikulas, kas pieder deguna dobumam. Tie satur gaisu un ir galvaskausa kaulu daļa.

Pastāv vairākas hipotēzes par šo pneimatizēto struktūru funkcijām. Šīs hipotēzes ietver galvaskausa apgaismošanu, siltuma apmaiņu un izkliedi, kā arī izmantošanu gļotu sekrēcijai.

Šo funkciju izpēte tika veikta, izmantojot dzīvniekus, piemēram, zirgus, atgremotājus, plēsējus, mazus mājdzīvniekus (suņus un kaķus), pat cilvēkiem.

Kukaiņos

Kukaiņu gaisa maisiņi ir kameras ar lielu izplešanās spēju. Tie ir saistīti ar trahejām, un to funkcija ir uzglabāt gaisu un atvieglot lidojumu.

Atsauces

1. Gaisa maiss. Anatomija. Atgūts no britannica.com.
2. Skeleta pneimatika. Atgūts no vietnes en.wikipedia.org.
3. Putnu izcelsme. Atgūts no evolution.berkeley.edu.
4. P. Ward (2006). Ārpus plāna gaisa: dinozauri, putni un zemes senā atmosfēra. Nacionālās akadēmijas prese.
5. V. Dressino & SG Lamas (2014). Pretrunas par paranasālas deguna blakusdobumu evolucionāro lomu cilvēkiem un neandertāliešiem kā adaptācija ārkārtējam aukstumam. Luduss Vitalis.
6. Metjū Vedels: piepūšamā dinozaura medības. Atgūts no ucmp.berkeley.edu
7. H. Brūks. (2018). Pneumatizētie kauli palīdz zinātniekiem izpētīt putnu un dinozauru elpošanas attīstību. Atgūts no upi.com.
8. R. Zārate, M. Navarrete, A. Sato, D. Díaz, W. Huanca (2015). Alpakas paranazālo sinusu anatomiskais apraksts (Vicugna pacos). Peru veterināro pētījumu žurnāls.