Airbag: evolução, em que animais está, funciona

Os sacos de ar são cavidades de ar permanente dentro de organismos. A presença desses sacos nos ossos é chamada pneumaticidade, e seu processo de formação durante o desenvolvimento ósseo é chamado pneumatização.

A distribuição desses sacos no corpo dos organismos é relativamente variada. Eles podem estar presentes nos ossos (pneumaticidade esquelética), como crânio, vértebras, costelas, esterno e outros. Eles também estão presentes como parte do sistema respiratório de muitos animais.

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Crânio de um tiranossauro rex. Esses animais tinham ossos cranianos maciços e fundidos, no entanto, tinham numerosos pequenos espaços aéreos, o que os tornava mais leves. Tirada e editada de AE ​​Anderson [Domínio público], via Wikimedia Commons.

Os cientistas acreditam que o desenvolvimento de bolsas de ar permite que os animais que os apresentem, tenham ou melhorem o equilíbrio, esfriem eficientemente seus corpos e aumentem as trocas gasosas.

A diversidade de organismos que possuem esses sacos varia de aves e mamíferos a insetos. Ainda hoje se sabe que os dinossauros tinham ossos pneumáticos, ou seja, ossos com sacos de ar.

Evolução

Dos animais atuais, os pássaros têm o maior número de estruturas com sacos de ar em seus corpos. Do ponto de vista evolutivo, os pássaros são os atuais descendentes de dinossauros.

Sabe-se que os pássaros evoluíram de pequenos dinossauros carnívoros. Esses dinossauros viveram no final do Jurássico ou superior (cerca de 152 a 163 milhões de anos atrás), de acordo com registros fósseis descobertos na China e na América do Sul.

No entanto, acredita-se que o ancestral de todas as aves atuais tenha vivido no final do Cretáceo ou superior (cerca de 72 a 100 milhões de anos atrás). Este ancestral sobreviveu nos 65 milhões de anos subsequentes após a extinção em massa de dinossauros.

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O pesquisador Peter Ward, em 2006, sugeriu que os primeiros sacos aéreos nos dinossauros aparecessem em organismos que viviam no período Triássico (aproximadamente 252 milhões de anos atrás).

Essa estrutura foi um caráter evolutivo que permitiu que os organismos que a possuíam se adaptassem aos baixos níveis de oxigênio existentes naquele período.

Atualmente, esse recurso é mantido nos descendentes de dinossauros, pássaros. A presença desses sacos em outros grupos zoológicos pode ser devida a um mecanismo de evolução paralela ou parafílica.

Em humanos

Por outro lado, os seres humanos têm seios. Estes são um sistema de cavidades de ar localizado na cabeça; nos ossos frontais, etmóides, esfenóides e na mandíbula superior.

Há muita controvérsia sobre os aspectos evolutivos dos seios paranasais nos neandertais e nos seres humanos atuais. Não se sabe ao certo qual é a origem e a função evolutiva.

Uma das hipóteses propostas sobre a presença desses sacos de ar é a adaptação ao frio extremo. Tópico muito discutido e com muitos detratores.

A presença de sacos de ar em hominídeos e outros vertebrados também tem sido um assunto controverso da evolução. Esses sacos apareceram e desapareceram em diferentes grupos, mesmo em linhagens não relacionadas.

Várias hipóteses foram propostas em relação à presença de pneumatização ou espaços aéreos no crânio de vertebrados. Essas hipóteses incluem: adaptações para frio, dispersão da força de mastigação, clareamento craniano e armazenamento de substâncias.

Em quais animais os sacos aéreos?

Os primeiros organismos que se sabe terem bolsas de ar foram os dinossauros. Eles estavam presentes no grupo dos Ptrosaurus (Dinossauros Voadores) e dos Saurisquios.

Estes últimos foram representados pelos pterópodes (como o Tiranossauro rex ) e os saurópodes (como o pescoço longo e comprido).

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Dos animais atuais, os pássaros são os que apresentam a maior quantidade de bolsas de ar dentro do corpo. Eles estão presentes em todas ou na maioria das espécies de aves.

Essas estruturas também são encontradas em outros vertebrados, como mamíferos, tanto nos ossos quanto em parte do sistema respiratório.

Outros animais que possuem bolsas de ar ou estruturas chamadas como tais são insetos. Esses artrópodes têm sacos de ar, como parte de seu sistema respiratório. Eles estão presentes como dilatações ou expansões das traquéias.

Funções

Nos dinossauros

Diferentes hipóteses foram levantadas sobre a funcionalidade dos sacos aéreos esqueléticos e não esqueléticos nos dinossauros.

A presença desses espaços poderia indicar que nesses organismos os ajudava a ter uma alta atividade metabólica, uma vez que os sacos aumentavam a capacidade respiratória.

Alguns autores também propõem que os sacos aéreos serviram para melhorar o equilíbrio e reduzir a inércia rotacional. Essa última hipótese, no entanto, é muito discutida, uma vez que não se aplica a grupos como os saurópodes.

Outra função hipotética das cavidades do ar é regular a temperatura corporal. A presença de penas que cobrem o corpo ou a atividade do voo podem aquecer o corpo.

Então, as sacolas funcionariam como um meio de dissipar o excesso de calor. A presença de ossos pneumáticos nos dinossauros lhes permitiu ter ossos mais leves e facilitou a evolução de formas vivas gigantes.

Nos pássaros

Nas aves, os sacos de ar não ósseos podem ser observados como pequenas câmaras que incham e desinflam. Isso causa um fluxo de gás em uma câmara separada, análoga ao que acontece nos pulmões.

Eles também têm cavidades de ar óssea. A presença desses espaços permitiu que os pássaros tivessem ossos mais leves. Isso, por sua vez, permitiu que a maioria desses organismos voasse.

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Além disso, ajudou-os a ter sistemas respiratórios altamente eficientes, a distribuir a massa esquelética e acredita-se que permita que algumas aves voem alto.

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Bolsas de ar não esqueléticas em pássaros e dinossauros. Tirada e editada pelo CNX OpenStax [CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)], via Wikimedia Commons.

Em mamíferos

Nos mamíferos, existem bolsas de ar nos chamados seios paranasais. Estes são divertículos pertencentes à cavidade nasal. Eles contêm ar e fazem parte dos ossos do crânio.

Existem várias hipóteses sobre as funções dessas estruturas pneumatizadas. Entre essas hipóteses estão o clareamento do crânio, a troca e dissipação de calor e o uso para secreção de muco.

O estudo dessas funções foi realizado com animais como cavalos, ruminantes, carnívoros, pequenos animais de estimação (cães e gatos), mesmo em humanos.

Em insetos

Os sacos aéreos dos insetos são câmeras com grande capacidade de expansão. Eles estão associados às traquéias e têm como função armazenar ar e facilitar o voo.

Referências

  1. Saco de ar. Anatomia Recuperado de britannica.com.
  2. Pneumática esquelética. Recuperado de en.wikipedia.org.
  3. A origem dos pássaros. Recuperado de evolution.berkeley.edu.
  4. P. Ward (2006). Do nada: dinossauros, pássaros e a atmosfera antiga da terra. National Academies Press.
  5. V. Dressino e SG Lamas (2014). Controvérsias sobre o papel evolutivo do seio paranasal Pneumatização em humanos e neandertais como adaptação ao frio extremo. Ludus Vitalis.
  6. Matt Wedel: Caçando o dinossauro inflável. Recuperado de ucmp.berkeley.edu
  7. H. Brooks. (2018). Ossos pneumatizados ajudam os cientistas a estudar a evolução da respiração em pássaros e dinossauros. Recuperado de upi.com.
  8. R. Zárate, M. Navarrete, A. Sato, D. Díaz, W. Huanca (2015). Descrição Anatômica dos Seios Paranasais da Alpaca (Vicugna pacos). Revista de Pesquisa Veterinária do Peru.

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