Pinnalla kyyhkynen ja alligaattori tuskin näyttivät eroavan toisistaan. Vaikka kyyhkynen on lentävä, höyhenpeitteinen olento, joka pekkaa ruokansa hampaattomalla nokilla, alligaattori on amfibio, panssaroitu saalistaja, joka murskaa saaliinsa kartiomaisilla hampailla kiinnitetyissä leukoissa. Erilaisista muodoista huolimatta niitä yhdistää kuitenkin yhteinen esi-isä. Sekä kyyhkynen että alligaattori ovat arkosauruksia, "hallitsevien matelijoiden" ryhmä, johon kuuluvat myös pterosaurukset, muut kuin lintujen dinosaurukset ja joukko siihen liittyviä muotoja, jotka kuolivat kymmeniä miljoonia vuosia sitten. Nykyään olemassa olevat saaristokuvat ovat vain murto-osa olemassa olevista muodoista, mutta Science- lehden uusi paperi korostaa, että niillä on joitain syviä samankaltaisuuksia ihonsa alla.
Kun hengitän sisään ja ulos kirjoittaessani tätä viestiä, ilma saapuu kehoni nenäni kautta, kulkee keuhkojen "umpikujaan" ja hengitetään sitten ulos hengitettäessä happea. Ei niin lintuissa. Lintuilla on tehokkaampi hengitysjärjestelmä, joka on sovitettu yksisuuntaiseen ilmavirtaan, tai toisin sanoen ilma liikkuu yhteen suuntaan lintujärjestelmän läpi eräänlaisena virtauksena. Ja kuten käy ilmi, alligaattorit voivat hengittää samalla tavalla.
Tutkijat ovat jo jonkin aikaa tienneet, että linnut hengittävät eri tavalla kuin nisäkkäät. Mikä on ollut vaikeampaa selvittää, kuinka alligaattorit hengittävät. Oli esitetty joitain ehdotuksia siitä, että alligaattorit saattavat hengittää myös yksisuuntaisen ilmavirran kautta, mutta kukaan ei ollut vakuuttavasti esittänyt, että näin oli. Hypoteesin testaamiseksi CG Farmer ja Kent Sanders asettivat anturit neljän kuolleen alligaattorin hengitysteiden kahteen osaan, tuulettivat keuhkoja keinotekoisesti ja tarkkailivat, kuinka ilma liikkui.
Tulokset viittasivat siihen, että ilmavirta alligaattorin rungossa pystyi liikkumaan yksisuuntaisella tavalla polkuja pitkin, mutta he todella hengittäisivätkö he samalla tavalla hengissä? Selvittääkseen tutkijat sijoittivat ilmanvirtauksen mittauslaitteet kuuteen elävään alligaattoriin. He havaitsivat, että ilmavirta alligaattorin hengitysjärjestelmässä jatkui siirtymisen kautta inspiraation (uusi ilma tulee) ja hengityksen (vanha ilma menee ulos) välillä. Ilma jatkoi liikkumista järjestelmän läpi molemmissa vaiheissa, mikä taas viittaa siihen, että alligaattorit hengittivät yksisuuntaisen ilmavirran kautta.
Sitä, kuinka alligaattorit kykenevät tekemään tämän, ei vielä ymmärretä, mutta löytö siitä, että he voivat hengittää kuin linnut, saattaa antaa vihjeitä joihinkin maapallon elämän historian merkittäviin tapahtumiin. Jos elävillä alligaattoreilla ja elävillä theropod-dinosauruksilla, joita kutsumme lintuiksi, molemmat jakavat tämän fysiologisen mekanismin, niin on mahdollista, että dinosaurusten ja alligaattorien viimeinen yhteinen esi-isä oli myös yksisuuntainen hengitys. Jos tämä on oikein, yksisuuntainen hengitys kehittyi ensimmäisissä arkkitehtuureissa yli 230 miljoonaa vuotta sitten tämän planeetan historian pahimman joukkotutkimuksen jälkeen.
Permin ajanjakson päättyminen 251 miljoonaa vuotta sitten leimasi jopa 96 prosentilla meressä eläneistä eläimistä ja yli 70 prosentille maalla asuvista eläimistä. Selviytyneiden joukossa oli varhaisimpia arkosauruksia (tai heidän läheisiä esi-isänsä), ja jos heillä olisi yksisuuntainen hengitys, se olisi saattanut antaa heille etun. Yksisuuntainen hengitys on tehokkaampi tapa saada happea ilmasta kuin tapa, jolla hengitämme, ja jos Perman massan sukupuuttoon aiheuttivat ilmakehän suuret muutokset, kuten tutkijat epäilevät, kuten hapen ehtyminen, archosaurukset saattavat olla parempia pystyivät selviytymään kuin niiden rinnalla eläneiden nisäkkäiden varhaiset sukulaiset. Tämä hypoteesi vaatii lisätodisteita, mutta jos oireelliset archosauruksen alun nousut dominointiin olisivat voineet kaikki johtaa eroon hengityksessä.
Farmer, C., ja Sanders, K. (2010). Yksisuuntainen ilmavirta alligaattoritieteen keuhkoissa, 327 (5963), 338-340 DOI: 10.1126 / science.1180219
