stringtranslate.com

Ограничение перевозчика

Обыкновенный леопардовый геккон

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]

Последствия

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 ]

Решения

Обходные пути

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]

Как избежать ограничений

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 ]

Противоречивые доказательства

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]

В популярной культуре

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.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Кэрриер, ДР (1987). «Эволюция двигательной выносливости четвероногих: обход механических ограничений». Палеобиология . 13 (3): 326–341. дои : 10.1017/s0094837300008903. S2CID  83722453.
  2. ^ Коуэн, Ричард (1996). «Передвижение и дыхание водных позвоночных, дышащих воздухом». В Яблонски, Дэвид; и другие. (ред.). Эволюционная палеобиология . Чикаго: Издательство Чикагского университета. п. 337+. ISBN 0-226-38911-1.
  3. ^ аб Коуэн, Ричард (2003). «Дыхание, обмен веществ и передвижение». Ричард Коуэн, Калифорнийский университет, Дэвис . Архивировано из оригинала 21 октября 2014 года . Проверено 21 октября 2014 г. Если животное идет, оно может дышать между шагами, но расползающиеся позвоночные не могут бежать и дышать одновременно . Я назову эту проблему ограничением носителя.
  4. ^ Шипман, Пэт (январь 2008 г.). «Снова свободен летать». Американский учёный . Парк исследовательского треугольника: Сигма Си. 96 (1): 20. дои : 10.1511/2008.69.20. Архивировано из оригинала 4 марта 2016 года . Проверено 21 октября 2014 г. 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.
  5. ^ Саммерс, Адам (2003). «Мониторные марафоны». Естественная история . 112 (5): 32 . Проверено 21 октября 2014 г.
  6. ^ Уриона, Тодд Дж. (2008). Функция крокодиловой диафрагмы. ISBN 9780549977285. Проверено 21 октября 2014 г.
  7. ^ Беннетт, Альберт Ф. (1994). «Выполнение упражнений рептилий» (PDF) . В Джонсе, Джеймс Х.; Корнелиус, Чарльз Э.; Маршак Р.Р. (ред.). Сравнительная физиология упражнений позвоночных: филетические адаптации . Достижения ветеринарной науки и сравнительной медицины. Том. 38Б. Нью-Йорк: Академическая пресса. стр. 113–138. ISBN 0120392399.