Ограничение Кэрриера заключается в наблюдении, что позвоночные, дышащие воздухом , с двумя легкими , которые сгибают свое тело в стороны во время передвижения, испытывают трудности с движением и дыханием одновременно, поскольку боковое сгибание расширяет одно легкое и сжимает другое, перемещая застоявшийся воздух из легкого в легкое вместо того, чтобы полностью вытеснять его, чтобы освободить место для свежего воздуха. [1]
Название было дано 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 рывками, делая длинные паузы для дыхания. [ необходима цитата ]
В позднетриасовый период животные с ограничением Кэрриера стали добычей двуногих видов, у которых развился более эффективный шаг. [ необходима цитата ]
У большинства змей только одно легкое, поэтому ограничение Кэрриера не применяется.
Вараны увеличивают свою выносливость, используя кости и мышцы в горле и дне ротовой полости, чтобы «заглатывать» воздух посредством горлового насоса . [5]
Некоторые другие ящерицы, в основном агамы , используют двуногое передвижение для бега и избегают бокового сгибания. Двуногость у современных ящериц встречается редко, но это эффективный способ бегать без остановки для дыхания, и он выгоден для ловли активной добычи или уклонения от хищников.
Крокодилы используют «высокую походку» с более прямой осанкой конечностей, которая минимизирует боковое сгибание для преодоления больших расстояний. Однако, поскольку они произошли от прямоходящих с ограниченной двуногостью, это может быть просто остатком прошлого поведения, а не особой адаптацией для преодоления этой трудности. Тодд Дж. Уриона из Университета Юты выдвинул гипотезу, что реберная вентиляция могла помочь вертикальной осанке преодолеть ограничение. [6]
Птицы имеют прямые конечности и жесткие тела, и поэтому не сгибаются в стороны при движении. Кроме того, многие из них имеют механизм, который качает оба легких одновременно, когда птицы качают бедрами. [ необходима цитата ]
Большинство млекопитающих имеют прямые конечности и гибкие тела, что заставляет их тела изгибаться вертикально при быстром движении. Это помогает дыханию, поскольку одновременно расширяет или сжимает оба легких. [ необходима цитата ]
В отличие от вышеприведенной модели, дыхание у ящериц сохраняется во время движения, даже за пределами аэробных возможностей, а артериальная кровь остается хорошо насыщенной кислородом. [7]
Палеонтолог Ричард Коуэн написал лимерик , чтобы объяснить и прославить правило Кэрриера: [3]
Идея веселья у рептилий
- Греться весь день на солнце.
Физиологический барьер,
обнаруженный Кэрриером,
Говорит, что они не могут дышать, если бегут.
животное идет, оно может дышать между шагами, но
раскинувшиеся
позвоночные не могут бежать и дышать одновременно
. Я назову эту проблему ограничением Кэрриера.
Ограничение Кэрриера названо в честь Дэвида Р. Кэрриера из Университета Юты в Солт-Лейк-Сити, который заметил, что типичная раскинувшаяся походка ящерицы ограничивает способность животного дышать во время бега или ходьбы.