Loading...

Freepik

Международная команда ученых исследовала 68 видов птиц на наличие субпекторального дивертикула (SPD) — отростка воздушного мешка в легких. Оказалось, что он есть только у парящих птиц. Надувание воздушного мешка увеличивает нагрузку на грудную мышцу птиц, а SPD оптимизирует ее и помогает мышце удерживать крылья в статичном горизонтальном положении. Это позволяет птицам парить в воздухе. Исследование опубликовано в журнале Nature.

Птицы могут проводить воздух в легких дважды — при вдохе и выдохе. При вдохе воздух проходит через бронхиальные мешки, попадает в легкие, трахеальные мешки и выходит обратно в том же порядке. Постоянно надувающиеся и сдувающиеся воздушные мешки помогают насыщать кровь кислородом. От этих мешков отходит множество небольших отростков — дивертикул. У разных видов птиц они отличаются по количеству и размеру. Недавно ученые открыли субпекторальный дивертикул (SPD) — большую выпуклость, расположенную между грудной и надгрудинной мышцами. Обе мышцы расположены в передней части груди птицы.

Американские и британские исследователи решили выяснить, какую роль играет SPD в парении птиц. Они изучили 68 видов птиц на наличие воздушного мешка и проанализировали микро-КТ-снимки особей. Оказалось, что у парящих птиц субпекторальный дивертикул эволюционировал как минимум семь раз, а у нелетающих животных его не было. По словам ученых, это свидетельствует о том, что SPD важен для парящего полета птицы. Чтобы лучше понять его влияние на механику полета, исследователи смоделировали его воздействие на грудную мышцу краснохвостого сарыча и свенсонового канюка.

«Отследить поведение SPD у настоящего ястреба, когда он парит в небе, практически невозможно, поэтому мы создали компьютерную модель SPD, костей и мышц крыла, чтобы получить первое представление о том, как они могут взаимодействовать. Эта компьютерная модель также позволила нам изменить анатомию ястреба, в частности удалить SPD — опять же, то, что мы не можем сделать с реальной птицей, — чтобы лучше понять его влияние на полет», — рассказал Карл Бейтс, соавтор исследования из Ливерпульского университета.

Модели показали, что надувание воздушного мешка увеличивает нагрузку на грудную мышцу. Субпекторальный дивертикул оптимизирует работу мышцы с этой нагрузкой и улучшает ее способность удерживать крылья в статичном горизонтальном положении. По словам авторов, дыхательная система птиц помогает им изменять механику полета и влияет на эволюцию летающих животных. В будущем ученые планируют выявить другие функции птичьих легких, не связанные с дыханием.

«Птицы невероятно разнообразны. Подумайте о том, насколько страус отличается от колибри или пингвина. Вполне вероятно, что их легкие задействованы во множестве интересных поведенческих функций, которые ждут своего открытия», — рассказала Эмма Шахнер, соавтор исследования из Университета Флориды.


Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.