Ограничением Кэрриера является наблюдение, что дышащим воздухом позвоночным животным с двумя легкими , которые сгибают свое тело в стороны во время передвижения , трудно одновременно двигаться и дышать, потому что боковое сгибание расширяет одно легкое и сжимает другое, перенаправляя застоявшийся воздух из легких в легкие. легкое, вместо того, чтобы полностью удалить его, чтобы освободить место для свежего воздуха. [1]
Он был назван английским палеонтологом Ричардом Коуэном в честь Дэвида Р. Кэрриера, который написал свои наблюдения по этой проблеме в 1987 году. [2] [3] [4]
Большинство ящериц передвигаются короткими очередями с длительными паузами для дыхания. [ нужна цитата ]
Примерно в период позднего триаса на животных с ограничением Кэрриера охотились двуногие виды, которые развили более эффективный шаг. [ нужна цитата ]
У большинства змей только одно легкое, поэтому ограничение Кэрриера не применимо.
Вараны увеличивают свою выносливость, используя кости и мышцы горла и дна рта, чтобы «глотать» воздух посредством горлового перекачивания . [5]
Некоторые другие ящерицы, в основном агамиды , для бега используют двуногое передвижение и избегают сгибаний в стороны. Двуногость у современных ящериц встречается редко, но это эффективный способ бегать, не останавливаясь для дыхания, и он полезен для ловли активной добычи или уклонения от хищников.
Крокодилы используют «высокую походку» с более прямым положением конечностей, что сводит к минимуму боковое сгибание при преодолении больших расстояний. Однако, поскольку они произошли от прямоходящих людей с ограниченным прямохождением, это может быть просто пережитком прошлого поведения, а не конкретной адаптацией для преодоления этой трудности. Тодд Дж. Уриона из Университета Юты предположил, что реберная вентиляция могла помочь вертикальному положению преодолеть ограничение. [6]
У птиц прямые конечности и жесткое тело, поэтому они не сгибаются в стороны при движении. Кроме того, у многих из них есть механизм, который качает оба легких одновременно, когда птицы покачивают бедрами. [ нужна цитата ]
У большинства млекопитающих прямые конечности и гибкое тело, что заставляет их тела сгибаться вертикально при быстром движении. Это облегчает дыхание, поскольку одновременно расширяет или сжимает оба легких. [ нужна цитата ]
В отличие от приведенной выше модели, дыхание у ящериц во время движения сохраняется даже за пределами их аэробных возможностей, а артериальная кровь остается хорошо насыщенной кислородом. [7]
Палеонтолог Ричард Коуэн написал лимерик , чтобы объяснить и прославить правило Кэрриера: [3]
Рептилийское представление о веселье
— греться весь день на солнышке.
Физиологический барьер,
обнаруженный Кэрриером,
говорит о том, что они не могут дышать, если бегут.
Если животное идет, оно может дышать между шагами, но
расползающиеся
позвоночные не могут бежать и дышать одновременно
. Я назову эту проблему ограничением носителя.
Ограничение Кэрриера названо в честь Дэвида Р. Кэрриера из Университета Юты в Солт-Лейк-Сити, который заметил, что типичная растянутая походка ящерицы ограничивает способность животного дышать во время бега или ходьбы.