Alligaattorit hengittävät kuin linnut: Ainutlaatuinen hengityssovitus
Alligaattoreiden hengityksen salaisuuden paljastaminen
Tutkijoita on vuosisatojen ajan kiehtonut lintujen ja alligaattoreiden väliset huomattavat yhtäläisyydet ja erot, kahden näennäisen erilaisen olennon. Siinä missä linnut liitelevät taivaalla höyhenpeitteisillä siivillään, alligaattorit väijyvät suoissa ja joissa, niiden panssaroidut ruumiit ja voimakkaat leuat todistavat niiden muinaisesta sukulinjasta. Huolimatta vastakkaisesta ulkonäöstään, sekä linnut että alligaattorit jakavat yhteisen esi-isän arkosaurina, ”hallitsevina matelijoina” tunnetun ryhmänä, joka hallitsi maapalloa muinoin.
Yksi kiehtovimmista arkosaurien löydöksistä on niiden ainutlaatuinen hengityssysteeminsä, jonka ansiosta ne voivat hengittää tavalla, joka eroaa nisäkkäistä. Linnuilla on esimerkiksi erittäin tehokas hengityssysteemi, joka on mukautunut yksisuuntaiseen ilmavirtaukseen, mikä tarkoittaa, että ilma liikkuu yhdessä suunnassa niiden keuhkojen läpi jatkuvana kiertona. Tämä järjestelmä mahdollistaa sen, että linnut voivat ottaa happea ilmasta tehokkaammin kuin nisäkkäät.
Alligaattorit: Myös yksisuuntaisia hengittäjiä
Pitkään tutkijat epäilivät, että alligaattorit saattaisivat myös hengittää yksisuuntaisen ilmavirtauksen kautta, mutta lopullisia todisteita ei ollut. Viimeaikaiset tutkimukset ovat kuitenkin vahvistaneet, että alligaattoreilla on todellakin tämä merkittävä hengityssovitus.
Tutkiakseen tätä hypoteesia tutkijat asettivat antureita kuolleiden alligaattoreiden hengitysteihin ja ventiloivat keinotekoisesti niiden keuhkoja. Tulokset osoittivat, että ilma pystyi virtaamaan yksisuuntaisesti alligaattorin hengityselimistön polkujen läpi.
Vahvistaakseen havaintojaan entisestään tutkijat asettivat ilmavirran mittauslaitteita eläviin alligaattoreihin. He havaitsivat, että ilmavirta alligaattoreiden hengityselimistössä jatkui keskeytyksettä sekä sisään- että uloshengityksen aikana, mikä antoi vahvoja todisteita yksisuuntaisesta hengityksestä.
Yksisuuntaisen hengityksen evoluutiollinen merkitys
Löytö siitä, että alligaattorit voivat hengittää kuin linnut, on merkittävä edistysaskel arkosaurien evoluution ymmärtämisessä. Jos nykyiset alligaattorit ja linnut jakavat tämän fysiologisen mekanismin, on todennäköistä, että myös dinosaurusten ja alligaattoreiden viimeisellä yhteisellä esi-isällä oli yksisuuntainen hengitys.
Tämä hypoteesi viittaa siihen, että yksisuuntainen hengitys kehittyi ensimmäisissä arkosauriuissa yli 230 miljoonaa vuotta sitten, permi-triaskauden joukkotuhotapahtuman jälkeen, joka oli yksi tuhoisimmista tapahtumista maapallon historiassa.
Yksisuuntainen hengitys: Etulyöntiasema joukkotuhossa
Permi-triaskauden joukkotuho pyyhkäisi pois noin 96 % merilajeista ja yli 70 % maalla elävistä lajeista. Selviytyjien joukossa olivat varhaiset arkosaurit (tai niiden läheiset esi-isät), ja niiden kyky hengittää yksisuuntaisesti saattoi antaa niille kilpailuedun.
Yksisuuntainen hengitys on tehokkaampi tapa saada happea ilmasta kuin nisäkkäiden hengityselimet. Jos permi-triaskauden joukkotuho johtui suurista muutoksista ilmakehässä, kuten hapen ehtymisestä, yksisuuntaisella hengityksellä varustetut arkosaurit ovat saattaneet selviytyä paremmin kuin niiden nisäkäslajit.
Arkosaurien nousu
Arkosaurien nousu hallitsevaan asemaan permi-triaskauden joukkotuhotapahtuman jälkeen voidaan mahdollisesti liittää niiden ainutlaatuiseen hengityssovitukseen. Yksisuuntainen hengitys saattaa olla antanut niille fysiologisen edun, jonka ansiosta ne pystyivät kilpailemaan muiden lajien kanssa ja vakiinnuttamaan itsensä hallitseviksi maaselkärankaisiksi miljooniksi vuosiksi.
Lisätutkimukset ja vaikutukset
Vaikka yksisuuntaisen hengityksen löytäminen alligaattoreilta on suuri läpimurto, tarvitaan lisätutkimuksia, jotta tämän sovituksen mekanismit ja evoluutiollinen merkitys voidaan ymmärtää täysin. Muiden arkosaurien, sekä elävien että sukupuuttoon kuolleiden, hengityselinten tutkiminen auttaa tutkijoita saamaan syvemmän ymmärryksen tämän merkittävän hengityselimen evoluutiosta ja sen vaikutuksesta elämän historiaan maapallolla.