気嚢は、生物内の恒久的な空気の空洞です。骨にこれらの嚢が存在することを空気圧と呼び、骨発達中の形成過程を空気圧と呼びます。
生物の体内におけるこれらの嚢の分布は比較的変化しています。それらは、頭蓋骨、脊椎、肋骨、胸骨などの骨(骨格空気圧)に存在する可能性があります。彼らはまた、多くの動物の呼吸器系の一部として存在しています。
ティラノサウルスレックスの頭蓋骨。これらの動物は巨大な融合した頭蓋骨を持っていましたが、それでも彼らは多くの小さな空域を持っていたので、それらはより軽くなりました。ウィキメディア・コモンズを介して、AEアンダーソンから撮影され編集されました。
科学者は、空気嚢の発達により、彼らを提示する動物がバランスを取り、または改善し、効率的に体を冷却し、ガス交換を増加させると信じています。
これらの嚢が持つ生物の多様性は、鳥や哺乳類から昆虫にまで及びます。今日でも恐竜には空気の骨、つまり空気嚢のある骨があったことが知られています。
進化
現在の動物の中で、鳥は体内に気嚢がある構造が最も多い。進化の観点から見ると、鳥は恐竜の現在の子孫です。
鳥は小さな肉食恐竜から進化することが知られています。中国と南アメリカで発見された化石の記録によると、これらの恐竜はジュラ紀後期以降(約1億5200万〜1億6300万年前)に住んでいました。
しかし、現在のすべての鳥の祖先は白亜紀後期以降(約7億から1億年前)に住んでいたと考えられています。この祖先は恐竜の大量絶滅後の6500万年後に生き残った。
研究者ピーターウォードは、2006年に、恐竜の最初の気嚢が三畳紀(約2億5200万年前)に生きた生物に出現したことを示唆しました。
この構造は、それを所有していた生物がこの時期に存在していた低レベルの酸素に順応することを可能にした進化の特徴でした。
この特性は現在、恐竜、鳥の子孫で維持されています。他の動物群におけるこれらの嚢の存在は、平行または傍葉進化のメカニズムによる可能性があります。
人間では
一方、私たち人間には副鼻腔があります。これらは、頭にある空洞のシステムです。前頭骨、篩骨、蝶形骨、および上顎。
ネアンデルタール人と現代人の副鼻腔の進化的側面については多くの論争があります。その起源と進化的機能が何であるかは、はっきりとはわかっていません。
これらの気嚢の存在について提案された仮説の1つは、極寒への適応です。多くの論議者と多くの批判者と議論しました。
ヒト科および他の脊椎動物における気嚢の存在も、進化において物議を醸している問題でした。これらの嚢は、無関係の血統でも、さまざまなグループに現れたり消えたりしました。
脊椎動物の頭蓋骨における空気化または空気空間の存在について、さまざまな仮説が提案されています。これらの仮説の中では、次のものが目立ちます:寒さへの適応、咀嚼力の分散、頭蓋の軽量化および物質の保管。
空気嚢はどの動物にありますか?
気嚢を示す最初の既知の生物は恐竜でした。彼らは、Ptrosaurs(空飛ぶ恐竜)とSaurischiansのグループに存在していました。
後者は、(ティラノサウルスレックスのような)翼足類と(大きな長い首のような)竜脚類によって表されました。
現在の動物の中で鳥は、体内の気嚢の数が最も多いものです。それらは鳥のすべてまたはほとんどの種に存在します。
これらの構造は、哺乳動物などの他の脊椎動物の骨と呼吸器系の一部にも見られます。
そのような名前の付いた気嚢または構造を持つ他の動物は昆虫です。これらの節足動物は、呼吸器系の一部として気嚢を持っています。それらは気管の拡張または拡張として存在します。
特徴
恐竜について
恐竜の骨格と非骨格の気嚢の機能については、さまざまな仮説が立てられています。
これらの空間の存在は、これらの生物において、嚢が呼吸能力を増加させたため、それらが高い代謝活性を有するのを助けたことを示している可能性があります。
一部の著者はまた、空気袋がバランスを改善し、回転慣性を低減するのに役立ったと提案しています。しかし、この最後の仮説は、竜脚類などのグループには当てはまらないため、非常に異議があります。
空洞のもう1つの仮想的な機能は、体温を調節することです。体を覆う羽の存在、または飛行の活動は、体を暖める可能性があります。
次に、バッグは過剰な熱を放散する手段として機能します。恐竜に空気の骨が存在することで、彼らはより軽い骨を持つことができ、巨大な生物の進化を促進しました。
鳥の中
鳥では、骨以外の気嚢は、膨張して収縮する小さな房として見ることができます。これにより、肺で発生するのと同様に、別のチャンバーにガスが流れます。
彼らはまた骨の空洞を示します。これらのスペースの存在により、鳥はより軽い骨を持つことができました。これにより、これらの生物のほとんどが飛ぶことができました。
さらに、彼らは彼らが非常に効率的な呼吸器系を持っていることを助け、骨格質量を分配し、それがいくつかの鳥が高高度で飛ぶことを可能にすることさえ信じられています。
鳥と恐竜の非骨格の空気嚢。ウィキメディア・コモンズを介してCNX OpenStaxから取得および編集。
哺乳類で
哺乳類では、いわゆる副鼻腔に気嚢があります。これらは、鼻腔に属する憩室です。それらは空気を含み、頭蓋骨の骨の一部です。
これらの空気圧式構造の機能についてはいくつかの仮説があります。これらの仮説には、頭蓋骨の軽量化、熱交換と消散、粘液分泌への使用などがあります。
これらの機能の研究は、人間でも、馬、反芻動物、肉食動物、小型ペット(犬と猫)などの動物を使用して行われてきました。
昆虫で
昆虫の気嚢は、拡張のための大きな能力を持つチャンバーです。それらは気管に関連しており、その機能は空気を貯蔵し、飛行を容易にすることです。
参考文献
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