La Respiration Alligator Met En Lumière La Montée Des Dinosaures

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Les alligators ont découvert de respirer comme des oiseaux; pourrait expliquer la montée de l'ancêtre des dinosaures.

Les scientifiques ont découvert que les alligators respirent comme des oiseaux.

Les chercheurs qui ont fait la découverte pensent que cette similitude dans le style de respiration peut être apparue chez un ancêtre commun éloigné des deux groupes d'animaux. quelque temps). En fait, cette découverte pourrait fournir la preuve de la raison pour laquelle ces dinosaures sont venus à dominer le pays à une époque où l'air avait beaucoup moins d'oxygène qu'aujourd'hui.

La découverte et ses implications pour notre compréhension du développement de la vie sur Terre il y a des millions d'années sont détaillées dans le numéro du 15 janvier de la revue Science.

Respiration à sens unique

Dans les poumons de l'homme et d'autres mammifères, l'air entre et sort comme les marées de la plage. Lorsque l'air est inhalé, il se déplace dans des rangées de voies respiratoires ramifiées de plus en plus petites appelées bronches jusqu'à aboutir sans issue dans les plus petites cavités des poumons, appelées alvéoles. Là-bas, l'oxygène pénètre dans le sang, le dioxyde de carbone en sort et l'air revient.

Chez les oiseaux, cependant, l'air inhalé ne circule que dans une direction en boucle. Au lieu de rejeter de l'oxygène dans les alvéoles du cul-de-sac, les poumons d'un oiseau transfèrent l'oxygène dans des tubes appelés parabronchi, dans lesquels l'air s'écoule dans une direction avant de sortir du poumon.

Ce style de respiration unidirectionnel a été pensé pour être unique aux oiseaux, et on a pensé que les alligators respiraient plus comme des mammifères. Mais C.G. Farmer de l'Université de l'Utah et ses collègues ont constaté des similitudes anatomiques dans les poumons des oiseaux et des alligators, ce qui les a amenés à penser que les alligators peuvent respirer davantage comme des oiseaux.

Trois lignes de preuves

Farmer et ses collègues ont fait trois expériences pour tester cette nouvelle idée et voir si l’air ne coulait effectivement que dans un sens chez les alligators:

· Elle a opéré six alligators anesthésiés et inséré des débitmètres, qui mesurent la direction et la vitesse du flux d'air, dans leurs poumons.

· Elle a également pompé de l'air dans les poumons prélevés sur quatre alligators morts et en a surveillé le débit.

· Enfin, utilisant des poumons d'un autre alligator mort, elle poussait et tirait de l'eau à travers les poumons avec de minuscules perles fluorescentes, réalisant des films pour montrer la direction du flux.

Toutes ces expériences ont montré le même résultat: l'air passait dans les poumons dans une seule direction.

Le flux unidirectionnel est provoqué par des valves aérodynamiques dans les poumons: de l'air est aspiré par la trachée, ou trachée-artère, puis dans deux bronches primaires, ou voies respiratoires, qui pénètrent chacune dans l'un des poumons de l'alligator. Les bronches se ramifient en des voies respiratoires plus étroites, dont la première est contournée par l’air entrant car cette branche fait un virage en épingle à cheveux qui agit comme une valve aérodynamique. Au lieu de cela, l'air pénètre dans d'autres bronches et descend dans des voies respiratoires encore plus petites, où les gaz s'échangent avec le sang.

L'air, toujours en mouvement dans une direction, s'écoule ensuite des petites bronches dans les voies respiratoires contournées, puis hors des poumons, complétant ainsi une boucle à sens unique.

Une partie de la raison pour laquelle de nombreux scientifiques ne pensaient pas que les alligators auraient cet écoulement d'air à sens unique était qu'ils ne disposaient pas des sacs à air dont disposent les oiseaux, ce qui avait été jugé nécessaire pour créer un écoulement unidirectionnel. Farmer dit qu'elle a prouvé cette idée fausse.

"Ils ne peuvent pas discuter avec ces données", a-t-elle déclaré. "J'ai trois sources de preuves. S'ils ne le croient pas, ils doivent se procurer un alligator et prendre leurs propres mesures."

Montée des dinosaures

La découverte a des implications pour notre compréhension des anciennes formes de vie, car les alligators et les oiseaux partagent un ancêtre commun lointain.

Après un événement d'extinction de masse survenu il y a 251 millions d'années - appelé "le grand mourant" - un groupe de créatures appelées archosaurs (grec pour "lézards régnant") est devenu le principal animal terrestre sur Terre. Ce groupe a finalement évolué en deux lignées principales: les crocodiliens, les ancêtres des crocodiles et des alligators modernes, et la branche qui produit les ptérosaures volants, les dinosaures et finalement les oiseaux.

Si les alligators et les oiseaux ont un flux d'air unidirectionnel dans les poumons, cela impliquerait qu'un tel schéma respiratoire a évolué chez leur ancêtre commun, les archosaurs, avant que les deux branches principales ne se séparent il y a environ 246 millions d'années.

Cette nouvelle compréhension pourrait expliquer pourquoi les archosaures ont fini par dominer le groupe de reptiles ressemblant à des mammifères (et desquels les mammifères modernes descendent), appelés synapsides, qui régnaient sur la Terre avant les grands mourants. Après l'événement d'extinction de masse, l'écosystème en voie de rétablissement sur Terre était chaud et sec, avec des niveaux d'oxygène dans l'air pouvant atteindre 12% (contre 21% aujourd'hui).

Même avec moins d'oxygène dans l'air, "de nombreux archosaures, tels que les ptérosaures, étaient apparemment capables de supporter un exercice vigoureux", a déclaré Farmer. "La conception des poumons a peut-être joué un rôle clé dans cette capacité, car le poumon est la première étape de la cascade d'oxygène de l'atmosphère aux tissus de l'animal, où il est utilisé pour brûler du carburant à des fins énergétiques."

Cette conception pulmonaire chez les oiseaux modernes améliore également l'apport en oxygène, car les oiseaux peuvent voler à des altitudes qui «rendraient les mammifères comateux», a déclaré Farmer.

Les seuls grands animaux sur Terre à cette époque étaient les archosaures, tandis que les synapsides ne se présentaient pas sous des formes plus grosses qu'un opossum.

Les nouvelles découvertes ne peuvent toutefois expliquer pourquoi les dinosaures sont venus surpasser les autres archosaures.

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