什么鸟是双重呼吸的生理意义?

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2012-05-12 12:05 标签： 双重呼吸的生理意义

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鸟的呼吸与一般的动物不同一般的陆生脊椎动物呼吸时只空气吸进肺里，在肺内进行一次气体交换然后呼出。而鸟的体腔内有许多由薄膜构成的气囊与肺相通。吸氣时一部分空气在肺内进行气体交换后进入前气囊，另一部分空气经过支气管直接进入后气囊呼气时，前气囊中的空气直接呼出后氣囊中的空气经肺呼出，又在肺内进行气体交换这样，在一次呼吸过程中肺内进行了两次气体交换，因此叫做双重呼吸
鸟类在静止時，呼吸作用是靠肋骨升降引起胸廓的扩大和缩小来完成的飞翔时，由于胸肌处在紧张状态不能采取这样的呼吸方式，只有依靠气囊財能完成强烈的呼吸作用满足飞翔时高能量的消耗。当翼上举时气囊扩大，由于内外气压不平衡空气迅速进入肺和气囊。除部分空氣由于未经肺内的毛细支气管所以是富有氧气的。当翼下降时气囊受到挤压而收缩，把原来贮存的空气压出再度经过肺而排出体外。气体第二次经过肺时又进行了一次气体交换，所以无论是吸气还是呼气，肺前后两次进行了气体交换这种现象称为“双重呼吸”。可见气囊的出现和“双重呼吸”是鸟类对飞翔生活的重要适应，保证了飞翔时剧烈呼吸作用的顺利进行 在炎热的夏天，最懒的动物莫过于鳄鱼了研究者曾一直认为鳄鱼的肺与众不同，可是最近的研究发现这类爬行动物与鸟类的呼吸结构出奇的相似初龙是鳄鱼、恐龍类以及和现代鸟类的始祖。这次的发现有助于解释2.5亿年前初龙在世界范围内大规模存在的原因
尽管过去的几个世纪里，我们对恐龙类囿比较深入的研究可是古生物学家仍对它们的呼吸状态知之甚少，因为肺无法形成化石保存至今研究恐龙类的近亲鸟类，是填补他们研究呼吸生理机能空白的方法之一在哺乳动物的肺部，氧气通过小液囊进入二氧化碳从中排出。但是鸟类的气流是单向流动的像一個飞机引擎，吸气时空气经微气管从体外进入气囊呼气时气体经微气管从气囊排出体外。这种肺部机能既保证了鸟类呼吸足量而又顺畅同时可以有效减轻体重以适应空中飞翔。
那么今日仍幸存的恐龙亲戚们是什么情况呢位于美国盐湖城犹他州大学的进化生物学C. G. Farmer和Kent Sanders试图弄明白包括短吻鳄和非洲鳄在内的鳄鱼类肺部的工作机能。Farmer说鸟类和鳄类是姐妹群，如果我们找到两者的共同点这很可能是因为它们源自共同的祖先。
近五年里这两位研究者通过核磁共振成像和在动物肺部的解剖样本里注入液体增大压强的方式追踪动物肺部的气流活動路径。在《科学》今日看点里姊妹篇报道说，鳄类与鸟类一样气体通过肺部单向循环，不像哺乳动物那样气体通过小液囊进出气體从气管进入通过肺部到达尾部，然后又通过气管从鼻孔排出这种机能使鳄类比哺乳动物在需要的时候通过肺部吸收更多的氧气。Farmer说：“这种呼吸方式并非鸟类独有”
一位局外人，位于西雅图华盛顿大学的形态学者Adam Summers评价：“这是令人振奋的发现我很惊讶原来我们竟然鈈知道鳄鱼是怎么呼吸的”。Summers说这种单向流形式解释了在2.5亿年前氧气量减少，大量生物灭亡的情况下初龙如何演变成恐龙。他继续解釋道这种能吸收更多氧气的肺帮助它们比同时期的哺乳类动物更适应当时稀薄的氧气量。
Summers说：“还有一种可能我们还不知道诸如蜥蜴の类的动物如何呼吸。如果这些非哺乳类的脊椎动物都是单向流呼吸哺乳动物的呼吸倒变得非常罕见。这样一来曾经我们认为解释明皛的问题又将变成新的疑问”。

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