Advertencia: Esta página es una traducción de esta página originalmente en inglés. Tenga en cuenta ya que las traducciones son generadas por máquinas, no que todos traducción será perfecto. Este sitio Web y sus páginas están destinadas a leerse en inglés. Cualquier traducción de este sitio Web y su páginas Web puede ser imprecisa e inexacta en su totalidad o en parte. Esta traducción se proporciona como una conveniencia.

Refuerce los movimientos comenzados para facilitar la locomoción, después cooptados para respirar

Cuando los tetrapods tempranos transitioned del agua para aterrizar la manera respiraron el aire experimentaron una revolución evolutiva. Pesque los músculos del uso en su cabeza para bombear el agua sobre sus aletas. Los primeros animales de tierra utilizaron una técnica similar--las ranas modernas todavía utilizan su cabeza y paso para forzar el aire en sus pulmones. Entonces otra transformación importante en la evolución vertebrada ocurrió que respiración cambio de la culata de cilindro al torso. En reptiles y mamíferos, las costillas se despliegan para crear un espacio en el pecho que drena en la respiración. ¿Pero qué causó el movimiento?

Un nuevo estudio publicado el 12 de mayo en partes científicos postula una nueva hipótesis--el paso intermedio fue impulsado por la locomoción.

Cuando recorren los lagartos, doblan de lado a lado en un paso de extensión. Las costillas y las vértebras son cruciales a este movimiento, pero era no entendible cómo hasta ahora. Los investigadores capturaron el movimiento tridimensional de las costillas y de las vértebras usando XROMM, una combinación del lagarto de las exploraciones del CT y de los vídeos de la radiografía. Registraron tres lagartos de monitor de la sabana y tegus blanco y negro de tres Argentina que recorrían despacio en una rueda de ardilla. Las imágenes resultantes revelaron que mientras que la espina dorsal está doblando, cada costilla en ambas especies giró substancialmente alrededor de su junta vertebral, torciéndose adelante en un lado de la carrocería y de retroceso en el otro lado alternativamente con cada zancada. Los mecánicos siguen casi la misma configuración que cuando los reptiles inhalan y exhalan.

“Es realmente emocionante porque no teníamos previamente hipótesis plausibles para cómo costilla-respira desarrollado,” dijo a primer autor Roberto Cieri, un postdoc en la universidad de la costa de la sol y quién conducto la investigación mientras que en la universidad de Utah, en donde él todavía se afilía. “Estamos proponiendo que estos movimientos de la costilla primero comenzados para facilitar la locomoción, después fueron cooptados para respirar.”

El trabajo también incluyó Juan Capano y Elizabeth Brainerd en Brown University, y la escotilla de Samuel del estudiante en el U.

¿Por qué el lagarto cruzó el camino? Para coger su respiración.

Los reptiles, los pájaros y los mamíferos, todos los amniotes considerados, utilizan la aspiración costal donde las costillas y las vértebras controlan la respiración desplegándose y contratando. El movimiento es facilitado por las costillas que giran alrededor de las juntas vertebrocostales--donde las costillas y las vértebras se encuentran. Es posible que un antepasado temprano del amniote primero utilizó estos movimientos de la costilla para aumentar su ondulación lateral, el movimiento de lado a lado del enlace que las ayudas propulsan lagartos adelante. Durante la locomoción, cada limbo tiene dos fases: Primero está la propulsión, que es cuando el pie está activando contra la tierra. Está en segundo lugar el voltaje de entrada alternativo, que es cuando el pie está en el aire. La nueva investigación encontró que durante la fase de la propulsión de la arma, las costillas en el mismo lado de la carrocería giran hacia la culata de cilindro, y mientras que es en la fase del voltaje de entrada alternativo, giran hacia la cola. Esto imita lo que encontraron los científicos previamente las costillas el hacer de la inhalación y de la exhalación--pero este vez simultáneamente en ambos lados.

Los tetrapods tempranos utilizaron extendiendo, locomoción ondulatoria, pero todavía tenían probablemente un sistema de respiración culata de cilindro-impulsado. Los autores proponen que los movimientos de la costilla y la movilidad común costal creciente se desarrollaran durante la locomoción para aumentar largo de la zancada, esperan el tórax constante, o como el resultado pasivo de las costillas que se mueven para evitar el ser agrupado juntos mientras que los animales doblaron. En algún momento, los amniotes tempranos desarrollaron la capacidad de expresar estos movimientos de la costilla en ambos lados simultáneamente, que permitieron la extensión y la contracción del enlace que soportan la inhalación y la exhalación.

La aspiración que respiraba era una de las innovaciones dominantes que permitieron que los amniotes diversificaran en tierra. Nos sorprendieron y fueron emocionados encontrar pistas a cómo se desarrolló de un estudio en la locomoción.”

Elizabeth Brainerd, co-autor, 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.