- วิวัฒนาการ
- ในมนุษย์
- สัตว์ชนิดใดบ้างที่พบถุงลม
- คุณสมบัติ
- เกี่ยวกับไดโนเสาร์
- ในนก
- ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
- ในแมลง
- อ้างอิง
ถุงลมมีโพรงอากาศถาวรภายในสิ่งมีชีวิต การปรากฏตัวของถุงเหล่านี้ในกระดูกเรียกว่า pneumaticity และกระบวนการสร้างของพวกมันในระหว่างการพัฒนากระดูกเรียกว่า pneumatization
การกระจายของถุงเหล่านี้ในร่างกายของสิ่งมีชีวิตค่อนข้างหลากหลาย อาจมีอยู่ในกระดูก (นิวเมติกของโครงกระดูก) เช่นกะโหลกศีรษะกระดูกสันหลังซี่โครงกระดูกอกและอื่น ๆ พวกมันยังเป็นส่วนหนึ่งของระบบทางเดินหายใจของสัตว์หลายชนิด
กะโหลกศีรษะของ Tyrannosaurus rex สัตว์เหล่านี้มีกระดูกกะโหลกขนาดใหญ่ที่หลอมรวมกัน แต่มีช่องว่างอากาศขนาดเล็กจำนวนมากซึ่งทำให้น้ำหนักเบาลง ถ่ายและแก้ไขจาก AE Anderson ผ่าน Wikimedia Commons
นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าการพัฒนาถุงลมช่วยให้สัตว์ที่นำเสนอมีหรือปรับปรุงสมดุลทำให้ร่างกายเย็นลงอย่างมีประสิทธิภาพและเพิ่มการแลกเปลี่ยนก๊าซ
ความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตที่ถุงเหล่านี้มีตั้งแต่นกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมไปจนถึงแมลง แม้ในปัจจุบันเป็นที่ทราบกันดีว่าไดโนเสาร์มีกระดูกนิวเมติกนั่นคือกระดูกที่มีถุงลม
วิวัฒนาการ
ในสัตว์ปัจจุบันนกมีโครงสร้างจำนวนมากที่สุดที่มีถุงลมอยู่ในร่างกาย จากมุมมองของวิวัฒนาการนกเป็นลูกหลานของไดโนเสาร์ในปัจจุบัน
นกเป็นที่รู้กันว่ามีวิวัฒนาการมาจากไดโนเสาร์กินเนื้อขนาดเล็ก ไดโนเสาร์เหล่านี้อาศัยอยู่ในช่วงปลายยุคจูราสสิกหรือหลังจากนั้น (ประมาณ 152 ถึง 163 ล้านปีก่อน) ตามบันทึกฟอสซิลที่ค้นพบในจีนและอเมริกาใต้
อย่างไรก็ตามบรรพบุรุษของนกในปัจจุบันเชื่อกันว่าอาศัยอยู่ในช่วงปลายยุคครีเทเชียสหรือหลังจากนั้น (ประมาณ 72 ถึง 100 ล้านปีก่อน) บรรพบุรุษนี้มีชีวิตรอดในอีก 65 ล้านปีต่อมาซึ่งล่วงเลยไปหลังจากการสูญพันธุ์จำนวนมากของไดโนเสาร์
นักวิจัยปีเตอร์วอร์ดในปี 2549 เสนอว่าถุงลมแรกในไดโนเสาร์ปรากฏในสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในยุคไทรแอสซิก (ประมาณ 252 ล้านปีก่อน)
โครงสร้างนี้เป็นลักษณะทางวิวัฒนาการที่อนุญาตให้สิ่งมีชีวิตที่ครอบครองมันปรับตัวเข้ากับระดับออกซิเจนต่ำที่มีอยู่ในช่วงเวลานี้
ปัจจุบันลักษณะนี้ยังคงอยู่ในลูกหลานของไดโนเสาร์นก การปรากฏตัวของถุงเหล่านี้ในกลุ่มสัตววิทยาอื่น ๆ อาจเป็นเพราะกลไกของวิวัฒนาการแบบขนานหรือแบบพาราเอลเลติก
ในมนุษย์
ในทางกลับกันมนุษย์เรามีรูจมูก paranasal นี่คือระบบของโพรงอากาศที่อยู่ในหัว ในหน้าผาก ethmoid กระดูกสฟินอยด์และในขากรรไกรบน
มีความขัดแย้งมากมายเกี่ยวกับลักษณะวิวัฒนาการของไซนัส paranasal ในมนุษย์ยุคหินและมนุษย์สมัยใหม่ ยังไม่ทราบแน่ชัดว่าต้นกำเนิดและฟังก์ชันวิวัฒนาการคืออะไร
หนึ่งในสมมติฐานที่เสนอเกี่ยวกับการมีถุงลมเหล่านี้คือการปรับตัวให้เข้ากับความเย็นจัด หัวข้อที่พูดถึงมากมายและกับผู้ว่าหลายคน
การปรากฏตัวของถุงลมใน hominids และสัตว์มีกระดูกสันหลังอื่น ๆ ก็เป็นปัญหาที่ถกเถียงกันในวิวัฒนาการ ถุงเหล่านี้ปรากฏและหายไปในกลุ่มต่างๆแม้จะอยู่ในเชื้อสายที่ไม่เกี่ยวข้องกันก็ตาม
มีการเสนอสมมติฐานต่างๆเกี่ยวกับการปรากฏตัวของ pneumatization หรือช่องว่างอากาศในกะโหลกศีรษะของสัตว์มีกระดูกสันหลัง ในบรรดาสมมติฐานเหล่านี้มีความโดดเด่นดังต่อไปนี้: การปรับตัวให้เข้ากับความเย็นการกระจายตัวของแรงเคี้ยวการลดน้ำหนักในกะโหลกและการจัดเก็บสาร
สัตว์ชนิดใดบ้างที่พบถุงลม
สิ่งมีชีวิตแรกที่รู้จักถุงลมคือไดโนเสาร์ พวกมันอยู่ในกลุ่ม Ptrosaurs (Flying Dinosaurs) และ Saurischians
กลุ่มหลังนี้แสดงโดย Pteropods (เช่น Tyrannosaurus rex) และ Sauropods (เช่นคอยาวใหญ่)
ในสัตว์ปัจจุบันนกเป็นสัตว์ที่มีถุงลมจำนวนมากที่สุดในร่างกาย มีอยู่ในนกทุกชนิดหรือเกือบทุกชนิด
โครงสร้างเหล่านี้ยังพบได้ในสัตว์มีกระดูกสันหลังอื่น ๆ เช่นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทั้งในกระดูกและบางส่วนของระบบทางเดินหายใจ
สัตว์อื่น ๆ ที่มีถุงลมหรือโครงสร้างที่มีชื่อเช่นนี้คือแมลง สัตว์ขาปล้องเหล่านี้มีถุงลมเป็นส่วนหนึ่งของระบบทางเดินหายใจ มีอยู่ในรูปของการขยายหรือขยายหลอดลม
คุณสมบัติ
เกี่ยวกับไดโนเสาร์
มีการตั้งสมมติฐานที่แตกต่างกันเกี่ยวกับการทำงานของถุงลมโครงกระดูกและไม่ใช่โครงกระดูกในไดโนเสาร์
การปรากฏตัวของช่องว่างเหล่านี้อาจบ่งบอกได้ว่าในสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ช่วยให้พวกมันมีกิจกรรมการเผาผลาญสูงเนื่องจากถุงช่วยเพิ่มความสามารถในการหายใจ
ผู้เขียนบางคนยังเสนอว่าถุงลมช่วยเพิ่มความสมดุลและลดความเฉื่อยในการหมุน อย่างไรก็ตามสมมติฐานสุดท้ายนี้มีข้อโต้แย้งอย่างมากเนื่องจากไม่ได้ใช้ในกลุ่มเช่น Sauropods
หน้าที่สมมุติอีกประการของโพรงอากาศคือการควบคุมอุณหภูมิของร่างกาย การมีขนปกคลุมร่างกายหรือกิจกรรมการบินอาจทำให้ร่างกายอบอุ่น
จากนั้นถุงจะทำหน้าที่เป็นวิธีการกระจายความร้อนส่วนเกิน การปรากฏตัวของกระดูกนิวเมติกในไดโนเสาร์ทำให้พวกมันมีกระดูกที่เบากว่าและเอื้อต่อการวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตขนาดยักษ์
ในนก
ในนกถุงลมที่ไม่มีกระดูกสามารถมองเห็นได้เป็นช่องเล็ก ๆ ที่บวมและยวบ สิ่งนี้ทำให้เกิดการไหลของก๊าซเข้าไปในห้องแยกซึ่งคล้ายกับสิ่งที่เกิดขึ้นในปอด
พวกเขายังนำเสนอโพรงอากาศของกระดูก การมีช่องว่างเหล่านี้ทำให้นกมีกระดูกที่เบากว่า ในทางกลับกันสิ่งนี้ทำให้สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ส่วนใหญ่บินได้
นอกจากนี้ยังช่วยให้พวกมันมีระบบทางเดินหายใจที่มีประสิทธิภาพสูงในการกระจายมวลของโครงร่างและยังเชื่อกันว่ามันช่วยให้นกบางชนิดบินในที่สูงได้
ถุงลมที่ไม่ใช่โครงกระดูกในนกและไดโนเสาร์ ถ่ายและแก้ไขจาก CNX OpenStax ผ่าน Wikimedia Commons
ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีถุงลมอยู่ในรูจมูกที่เรียกว่า paranasal สิ่งเหล่านี้คือผนังอวัยวะที่อยู่ในโพรงจมูก ประกอบด้วยอากาศและเป็นส่วนหนึ่งของกระดูกกะโหลกศีรษะ
มีสมมติฐานหลายประการเกี่ยวกับหน้าที่ของโครงสร้างนิวเมติกเหล่านี้ สมมติฐานเหล่านี้รวมถึงการลดน้ำหนักของกะโหลกศีรษะการแลกเปลี่ยนความร้อนและการกระจายและใช้สำหรับการหลั่งเมือก
การศึกษาฟังก์ชันเหล่านี้ได้ดำเนินการโดยใช้สัตว์เช่นม้าสัตว์เคี้ยวเอื้องสัตว์กินเนื้อสัตว์เลี้ยงขนาดเล็ก (สุนัขและแมว) แม้แต่ในมนุษย์
ในแมลง
ถุงแมลงในอากาศเป็นห้องที่มีความสามารถในการขยายตัวได้ดี พวกมันเกี่ยวข้องกับหลอดลมและหน้าที่ของมันคือกักเก็บอากาศและอำนวยความสะดวกในการบิน
อ้างอิง
- ถุงลม กายวิภาคศาสตร์. กู้คืนจาก britannica.com.
- นิวเมติกของโครงกระดูก สืบค้นจาก en.wikipedia.org.
- ที่มาของนก กู้คืนจาก evolution.berkeley.edu.
- พีวอร์ด (2549). อากาศที่เบาบาง: ไดโนเสาร์นกและบรรยากาศโบราณของโลก สำนักพิมพ์แห่งชาติ
- V. Dressino & SG Lamas (2014). ข้อถกเถียงเกี่ยวกับบทบาทวิวัฒนาการของ paranasal sinus Pneumatization ในมนุษย์และมนุษย์ยุคหินในฐานะการปรับตัวให้เข้ากับความหนาวจัด Ludus Vitalis
- Matt Wedel: ตามล่าไดโนเสาร์เป่าลม กู้คืนจาก ucmp.berkeley.edu
- เอชบรูคส์ (2018) กระดูกนิวเมติกช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ศึกษาวิวัฒนาการของการหายใจในนกและไดโนเสาร์ กู้คืนจาก upi.com.
- R.Sárate, M. Navarrete, A. Sato, D. Díaz, W.Huanca (2015). คำอธิบายทางกายวิภาคของ Paranasal Sinuses ของ Alpaca (Vicugna pacos) วารสารการวิจัยทางสัตวแพทย์ของเปรู.