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Nervurez les mouvements commencés pour faciliter la locomotion, puis cooptés pour la respiration

Quand les tetrapods tôt transitioned de l'eau pour mettre à terre la voie ils ont respiré l'air ont subi une révolution évolutionnaire. Pêchez les muscles d'utilisation dans leur tête pour pomper l'eau au-dessus de leurs ouïes. Les premiers animaux de cordon ont utilisé une technique assimilée--les grenouilles modernes utilisent toujours leur tête et gorge pour forcer l'air dans leurs poumons. Alors une autre transformation principale dans l'évolution vertébrée a eu lieu que respiration changée de vitesse de la tête au torse. Dans les reptiles et les mammifères, les côtes augmentent pour produire un espace dans la poitrine qui entraîne en haleine. Mais qu'a entraîné la commande des vitesses ?

Une étude neuve publiée le 12 mai dans des états scientifiques pose en principe une hypothèse neuve--l'opération intermédiaire a été pilotée par locomotion.

Quand les lézards marchent, ils courbent vertical dans une démarche informe. Les côtes et les vertèbres sont essentielles à ce mouvement, mais il était peu clair comment jusqu'ici. Les chercheurs ont capté le mouvement à trois dimensions des côtes de lézard et des vertèbres utilisant XROMM, une combinaison des échographies de CT et des vidéos de rayon X. Ils ont enregistré trois lézards de moniteur de la savane et tegus trois monochrome argentin marchant lentement sur un tapis roulant. Les images donnantes droit ont indiqué que tandis que la colonne vertébrale courbe, chaque côte dans les deux substances a tourné considérablement autour de son joint vertébral, se déformant vers l'avant d'un côté du fuselage et en arrière de l'autre côté alternativement avec chaque pas. La mécanique suit presque la même configuration que quand les reptiles inhalent et exhalent.

« Elle excite réellement parce que nous n'avons pas précédemment eu des hypothèses plausibles pour la façon dont côte-respiration évoluée, » a indiqué le premier l'auteur Robert Cieri, un postdoc à l'université de la côte de soleil et qui a conduit la recherche tandis qu'à l'université de l'Utah, où il est encore affilié. « Nous proposons que ces mouvements de côte d'abord commencés pour faciliter la locomotion, puis aient été cooptés pour respirer. »

Le travail a également compris John Capano et Elizabeth Brainerd chez Brown University, et l'écoutille de Samuel d'étudiant préparant une licence à l'U.

Pourquoi le lézard a-t-il traversé la route ? Pour recueillir son haleine.

Les reptiles, les oiseaux et les mammifères, tous les amniotes considérés, emploient l'aspiration costale où les côtes et les vertèbres règlent la respiration par l'expansion et l'adjudication. Le mouvement est facilité par les côtes tournant autour des joints vertebrocostal--là où les côtes et les vertèbres se réunissent. Il est possible qu'un premier ancêtre d'amniote eût l'habitude la première fois ces mouvements de côte pour améliorer son ondulation transversale, le mouvement vertical de liaison que les aides actionnent des lézards vers l'avant. Pendant la locomotion, chaque membre a deux phases : Est d'abord la propulsion, qui est quand le pied pousse contre la prise de masse. Est en second lieu l'oscillation, qui est quand le pied est dans le ciel. La recherche neuve a constaté que pendant la phase de la propulsion de l'arme, les côtes du même côté du fuselage tournent vers la tête, et tandis qu'elle a lieu pendant la phase d'oscillation, elles tournent vers l'arrière. Ceci imite ce que les scientifiques ont précédemment trouvé les côtes faire l'inhalation et l'exhalation--mais cette fois simultanément des deux côtés.

Les tetrapods tôt ont employé s'étendant, locomotion ondulatoire, mais vraisemblablement ont toujours eu un système de respiration tête tête. Les auteurs proposent que les mouvements de côte et la mobilité commune costale accrue aient évolué pendant la locomotion pour augmenter la longueur de pas, jugent le thorax régulier, ou comme le résultat passif des côtes déménageant pour empêcher pour être liée ensemble pendant que les animaux courbaient. À une certaine remarque, les premiers amniotes ont évolué la capacité d'exprimer ces mouvements de côte des deux côtés simultanément, qui ont tenu compte de l'extension et de la contraction de la liaison qui supportent l'inhalation et l'exhalation.

L'aspiration respirant était l'une des innovations principales qui ont permis à des amniotes de diversifier sur le cordon. Nous étions étonnés et avons été captivés de trouver des indices à la façon dont elle a évolué d'une étude sur la locomotion. »

Elizabeth Brainerd, co-auteur, Brown University

Source:
Journal reference:

Cieri, R.L., et al. (2020) Locomotor rib kinematics in two species of lizards and a new hypothesis for the evolution of aspiration breathing in amniotes. Scientific Reports. doi.org/10.1038/s41598-020-64140-y.