Скелетная пневматичность — это наличие воздушных пространств внутри костей. Она обычно возникает в процессе развития путем выпячивания кости пневматическими дивертикулами (воздушными мешочками) из заполненного воздухом пространства, например, легких или носовой полости. Пневматизация сильно различается у разных людей, и кости, которые обычно не пневматизированы, могут стать пневматизированными при патологическом развитии.
Пневматизация встречается в черепах млекопитающих , крокодилов и птиц среди ныне живущих четвероногих . Пневматизация была задокументирована у вымерших архозавров, включая динозавров и птерозавров . Пневматические пространства включают околоносовые пазухи и некоторые из сосцевидных ячеек .
Посткраниальная пневматизация в основном встречается у некоторых групп архозавров , а именно ящеротазовых динозавров , [1] птерозавров и птиц . Пневматизация позвоночника широко распространена среди ящеротазовых динозавров, а некоторые тероподы имеют довольно широко распространенную пневматизацию, например, у Aerosteon riocoloradensis пневматизация подвздошной кости , вилочки и гастралии . [2] Многие современные птицы в значительной степени пневматизированы. Воздушные карманы костей соединены с легочными воздушными мешками : [3]
Однако степень пневматизации зависит от вида. Например, у ныряющих птиц она незначительна, у гагар пневматизированные кости отсутствуют вообще. [3] [4]
Посткраниальная пневматизация встречается реже, чем у Archosauria. Примерами служат подъязычная кость у обезьян-ревунов Alouatta и спинные позвонки у остеоглоссиформных рыб Pantodon . [5] Также была задокументирована незначительная пневматизация тел позвонков и головок ребер дорсальными дивертикулами в легких сухопутных черепах. [5] Кроме того, известно, что патологическая пневматизация происходит в атланте человека . [6]
Точная функция пневматизации скелета окончательно не известна, но существует несколько рабочих гипотез относительно роли пневматизации скелета в организме.
Проникая в кости, пневматические дивертикулы заменяют костный мозг воздухом, уменьшая общую массу тела. Уменьшение массы тела облегчило бы полёт птерозавров и птиц, поскольку нужно удерживать в воздухе меньше массы при том же количестве мышц, приводящих в действие гребки в полёте. [7] Пневматизация позвоночника завропод уменьшила бы вес этих организмов и облегчила бы поддержку и перемещение массивной шеи. [1]
Пневматичность скелета позволяет животным перераспределять массу скелета внутри своего тела. Масса скелета птицы (пневматизированной) и млекопитающего (не пневматизированного) с похожим размером тела примерно одинакова, однако было обнаружено, что кости птиц плотнее, чем кости млекопитающих. Это говорит о том, что пневматизация костей птиц не влияет на общую массу, но позволяет лучше сбалансировать вес внутри тела, что обеспечивает большую устойчивость, ловкость и легкость полета. [8]
У теропод голова и шея сильно пневматизированы, а предплечья редуцированы. Это помогло бы уменьшить массу дальше от центра равновесия. Такая регулировка центра массы позволила бы животному уменьшить инерцию вращения, тем самым увеличив его ловкость. Крестцовая пневматизация опустила бы его центр массы в более вентральное положение, что позволило бы ему лучше стабилизироваться. [5]
Крикуны — это высокопневматизированные птицы с пневматическими дивертикулами, проходящими через кости и в кожу. Поскольку крикуны летают на больших высотах, предполагается, что экстремальная пневматизация у этих птиц свидетельствует об адаптации к полетам на больших высотах. [9]